3.6. Desarrollo de las capacidades cognitivas superiores

Mielinización y desarrollo cognitivo

Maduración del lóbulo frontal

Conel (1939-1959) cartografió el desarrollo posnatal del lóbulo frontal, en el que observó cambios rápidos en la densidad sináptica desde el nacimiento hasta los 15 meses. Ésta aumenta hasta los dos años de edad, etapa en la que es aproximadamente un 50% superior a la de los adultos, y luego disminuye hasta alrededor de los 16 años. El lenguaje, las funciones ejecutivas y las funciones emocionales son conductas que median los lóbulos frontales.

Thatcher (1996) sugiere que existen periodos de “aceleración del crecimiento” de las conexiones corticales de los lóbulos parietal, occipital y temporal con el lóbulo frontal. Estos periodos de aceleración del crecimiento tienen lugar en tres momentos:

1. De los 1’5 a 5 años

2. De los 5 a los 10 años

3. De los 10 a los 14 años

Después de los 14 años, los lóbulos frontales se desarrollan al mismo ritmo y de forma continua hasta los 45 años. Estas conexiones corticocorticales son distintas en cada hemisferio. En el hemisferio izquierdo se observa una secuencia en su desarrollo neural de gradientes que afecta a las regiones anteriores-posteriores y laterales-mediales, con alargamiento de las conexiones entre las regiones sensitivas posteriores y de las áreas frontales; en el hemisferio derecho se observa una contracción de las conexiones frontales a larga distancia con las áreas sensitivas posteriores. Thatcher (1996) plantea que quizá la expansión del hemisferio izquierdo se deba a la diferenciación de nuevos subsistemas, mientras que la contracción del hemisferio derecho refleje la integración funcional de subsistemas previamente existentes.

El volumen del cerebro del varón es aproximadamente un 7-10% mayor que el de la mujer durante la infancia. Se encontró que el volumen de la amígdala (estructura implicada en el procesamiento emocional) y el hipocampo (estructura que participa en la consolidación de la memoria) aumentaba con la edad en ambos sexos. El volumen de la amígdala aumentaba significativamente más en los varones que en las mujeres, mientras que el del hipocampo aumentaba más en las mujeres que en los varones.

Funciones de la expresión del lenguaje Scheibel (1990) estudió las estructuras dendríticas en el lóbulo frontal para determinar la relación entre las capacidades lingüísticas funcionales y el desarrollo cortical. Los cambios estructurales en la pauta de desarrollo dendrítico parecían relacionarse con diferencias en las funciones lingüísticas a lo largo de la edad:

1. Inicialmente, el desarrollo dendrítico es más pronunciado en la región del opérculo derecha (área motora del lenguaje) que en la izquierda a los tres meses.

2. Los sistemas dendríticos del hemisferio izquierdo aumentan en zonas de orden superior (asociativas) del lenguaje a los seis meses y finalmente superan a los del hemisferio derecho.

3. Los hemisferios se desarrollan siguiendo una pauta desigual durante los cinco años siguientes.

4. El sistema dendrítico en el hemisferio izquierdo parece ser más complejo a los seis años de edad y, a esta edad, el área de Broca presenta un desarrollo similar al que tiene en los adultos.

Además, estos cambios estructurales parecen estar relacionados con las diferencias funcionales en los mecanismos del lenguaje existentes en cada etapa.

El lenguaje durante los primeros 6-12 meses de edad se caracteriza por patrones de comunicación afectiva, lo que probablemente se relacione con el desarrollo dendrítico en la región frontal derecha (Scheibel, 1990). A medida que se desarrolla la región frontal izquierda, mejora la capacidad del niño para entender la sintaxis y formas más complejas del lenguaje. El desarrollo de las prolongaciones dendríticas en las regiones del hemisferio izquierdo implicadas en el lenguaje alcanza, y supera, al desarrollo en el hemisferio derecho correspondiente al aumento del uso y la complejidad de las capacidades lingüísticas.

Los segmentos proximales y distales de las ramificaciones dendríticas también difieren en cada hemisferio. Los segmentos proximales cerca del soma celular) se desarrollan pronto, mientras que los segmentos distales (los lejanos) aparecen en una etapa posterior del desarrollo. Los segmentos proximales son más largos en el hemisferio derecho; los segmentos distales son más pronunciados en el izquierdo.

Las diferencias entre las prolongaciones dendríticas en cada hemisferio probablemente se relacionen con diferencias funcionales entre ellos.

Funciones ejecutivas

Las funciones “ejecutivas” se han atribuido al área del lóbulo frontal. Dadas las numerosas conexiones que existen entre los lóbulos frontales y los cuerpos estriados, es razonable suponer que estas dos áreas desempeñan un importante papel en el control de las funciones ejecutivas.

Por lo general se admite que la sede de las funciones ejecutivas se distribuye en las regiones dorsal, lateral y orbital del lóbulo frontal. La región dorsofrontal pudiera ser responsable de determinar cuán importante es una situación; la laterofrontal de determinar si la acción que se elige merece el esfuerzo necesario para obtener el resultado y la orbitofrontal de decidir si dicha acción es apropiada según las normas sociales y en la situación presente. Thatcher (1991) sugiere que la interacción de estas tres importantes áreas desde el punto de vista funcional proporciona el tipo de conductas conocidas como funciones ejecutivas.

Denckla (2007) apunta que en las funciones ejecutivas influyen dos factores: los neuroanatómicos y los “psicobiológicos del desarrollo”, y que éstos no sólo interactúan, sino que también se modifican mutuamente. Así, la validez del constructo de acción ejecutiva queda demostrada por una validez convergente y por una validez divergente. Algunos autores plantean que los lóbulos frontales de los niños se desarrollan más marcadamente entre los 4 y los 7 años, mientras que este desarrollo continúa pero es menos notorio entre los 12 y la edad adulta (Luria, 1990). Otros opinan que el desarrollo de las funciones ejecutivas comienza en la adolescencia y continúa hasta los 24 años (Pennington, 1991). Y otros sugieren que los lóbulos frontales se desarrollan en periodos o ciclos más que mediante un ritmo de desarrollo que varía en cada hemisferio cerebral (Thatcher, 1996).

Estudios experimentales han demostrado que los niños presentan conductas, que se suponen mediadas por los lóbulos frontales, mucho antes de la adolescencia o la edad adulta. Becker, Isaac y Hind (1987) observaron variaciones en la edad a la que se consigue una capacidad. Los niños de entre 10 y 12 años dominaban las capacidades supuestamente mediadas por los lóbulos frontales, entre ellas la capacidad de inhibir respuestas motoras, recordar el orden temporal de patrones visuales, utilizar estrategias para recordar tareas, atender a los detalles importantes ignorando los elementos de distracción y utilizar ayudas verbales para mejorar el rendimiento. Los niños de 6 años tenían más dificultades para inhibir respuestas motoras y recordar el orden temporal de patrones visuales. Parecía haber un cambio evolutivo en los niños de 8 años, quienes eran capaces de inhibir respuestas motoras.

Passler, Isaac y Hynd (1985) encontraron que los niños progresaban en las etapas de desarrollo demostrando que dominaban algunas tareas mediadas por los lóbulos frontales a los 6 y 8 años, mientras que otras tareas no se dominaban incluso a los 12 años. Los niños de 6 años dieron respuestas flexibles y correctas en una tarea de conflicto verbal, pero no pudieron responder con exactitud en una tarea de conflicto no verbal.

En conjunto, estos datos sugieren que el periodo de máximo desarrollo de las funciones ejecutivas tiene lugar entre los 6 y los 8 años, y que el desarrollo continúa más allá de los 12 años en lo que respecta a tareas más complejas. Los niños alcanzan el nivel de rendimiento adulto en medidas de flexibilidad cognitiva (test de clasificación de tarjetas de Wisconsin) a los 10 años, pero no obtienen dicho nivel en pruebas de fluidez verbal incluso a los 17 años.

Funciones emocionales

Los modelos de la base neuropsicológica de las emociones indican que los lóbulos frontales juegan un papel fundamental en el procesamiento de las respuestas emocionales (Semrud-Clikeman, 2007). En los adultos cada hemisferio participa de distinto modo: el daño del hemisferio izquierdo provoca depresión y reacciones catastróficas, mientras que el del hemisferio derecho produce reacciones emocionales inapropiadas, entre ellas la indiferencia o la euforia. El hemisferio izquierdo puede reaccionar más a los estímulos emocionales en los niños pequeños (9 años) que en los adolescentes (14 años) y en los adultos (Davidson, 1994). A medida que madura el cuerpo calloso, el hemisferio derecho puede inhibir o controlar al hemisferio izquierdo de un modo más eficaz. Así, la depresión en niños y adultos puede ser resultado de una hipoactivación de las regiones frontales, o de una hiperactivación del hemisferio derecho. Las pautas del desarrollo neuronal pueden contribuir a explicar por qué la depresión parece aumentar en torno a la pubertad, momento en el que maduran las estructuras del cuerpo calloso de desarrollo más tardío (Zaidel, 2003). Las regiones posteriores del lóbulo temporal desempeñan un papel importante en el reconocimiento de las expresiones faciales, mientras que las regiones anteriores pueden estar implicadas en entender y recordar la clasificación del carácter de dichas expresiones (Semrud-Clikeman, 2007).

Maduración del lóbulo parietal

Los sistemas sensitivos o sensoriales son funcionales antes del nacimiento. Los sentidos somatoestéticos son los primeros en desarrollarse desde el punto de vista embrionario. Se ha utilizado la técnica de espectroscopia de resonancia magnética protónica para estimar el metabolismo cerebral con el fin de determinar diferencias regionales en el desarrollo del cerebro desde el final de la lactancia hasta el comienzo de la edad adulta (Hashimoto, 1995). Se ha encontrado una relación significativa entre la edad y la actividad metabólica en la región parietal derecha, lo que sugiere que en esta región se da una rápida maduración cerebral desde el primer mes hasta los dos o tres años de edad. En la región frontal el desarrollo es más lento. El lóbulo frontal, con gran cantidad de sustancia gris, tarda más en mielinizar y establecer conexiones sinápticas y dendríticas que las regiones más posteriores del cerebro.

La percepción táctil de la forma aumenta con la edad (de los 8 a los 12 años). Los niños suelen tener puntuaciones algo más altas cuando utilizan su mano preferida (mano dominante); (Barón, 2004). Entre los 12 y los 14 años, se halló un rango de puntuaciones más igualado y los niños alcanzaron un rendimiento similar al de los adultos en estas medidas. La localización táctil en los dedos se desarrolla más lentamente; la mayoría de los niños en edad preescolar son incapaces de nombrar o señalar el dedo que se les ha tocado (Baron, 2004). Ésta es una tarea difícil para la mayoría de los niños de 7 años, pero cuando llegan a los 9 cometen pocos errores. La respuesta verbal parece ser más precisa cuando se identifica un toque en la mano derecha, mientras que la respuesta no verbal lo es en el caso de la mano izquierda. Witelson y Pallie (1973) encontraron que los niños reconocen mejor formas sin sentido con la mano izquierda, pero que no parece haber superioridad de la mano derecha o de la izquierda en el reconocimiento de formas de letras.

Maduración del lóbulo occipital

El sistema visual se desarrolla lentamente en los seres humanos. La mielinización del tracto óptico está moderadamente desarrollada a las seis semanas de edad, pero muy avanzada a los tres meses (Brodal, 2004). La mielinización de las ramificaciones radiales ópticas es algo más lenta: su desarrollo es mínimo a los tres meses y moderado a las seis semanas.

Kolb y Fantie (1989) encontraron que el hemisferio derecho puede estar especializado en reconocimiento facial en niños de cuatro años.

Maduración del lóbulo temporal

Las asimetrías del lóbulo temporal parecen guardar cierta relación con la maduración cortical y el desarrollo del cuerpo calloso (Brodal, 2004). El plano temporal está más desarrollado en el hemisferio izquierdo que en el derecho, y estas diferencias existen ya en el nacimiento (Witelson & Kigar, 1998).

Los bebés discriminan los sonidos del lenguaje tempranamente, como a los 1-4 meses de edad (Molfese 2000). Además, en bebés existe una lateralización funcional: el hemisferio izquierdo se ocupa de los sonidos de carácter lingüístico mientras que el hemisferio derecho se ocupa de los sonidos de carácter no lingüístico y la música.

Rosen, Galaburda y Sherman hallaron que la simetría en el cerebro se relacionaba con el tamaño del plano temporal en el hemisferio derecho. En cerebros con patrones normales de organización asimétrica había una disminución correspondiente del tamaño del hemisferio derecho. Esta correspondencia no se observó en cerebros que eran simétricos, en los que había abundantes neuronas en la región temporal del hemisferio derecho. Además, el cuerpo calloso en los cerebros simétricos tiene mayor tamaño que en aquellos con un patrón normal de asimetría (Rosen, 1990). Esta variación de volumen posiblemente sea el resultado de la “poda” de axones en el cuerpo calloso que ocurre en las etapas tempranas del desarrollo. La asimetría puede relacionarse con el repliegue de neuronas en el cuerpo calloso, mientras que las conexiones ipsolaterales se mantienen.

Tanto los factores genéticos como los ambientales influyen en el desarrollo neural.