DESARROLLO COGNITIVO Y MADURACIÓN CEREBRAL

Varias escuelas psicológicas han planteado diversas explicaciones para el desarrollo cognitivo del niño. Algunas relacionan el desarrollo de la cognición con el cerebral. Podemos entender por cognitivo el uso o manejo del conocimiento que incorpora aquellos procesos que han sentido a las señales sensoriales y a las respuestas motoras a medida que son codificadas neuralmente, incluyen una variedad de funciones mentales como atención, memoria, aprendizaje, percepción, lenguaje y capacidad para solucionar problemas.

DESARROLLO MORFOLÓGICO DEL SISTEMA NERVIOSO

Es un desarrollo secuencial y se rige por principios claros y definidos, extiende su desarrollo en interacción con el ambiente y con eventos genéticamente programado. Se lleva a cabo en dos momentos, el primero es la neurogénesis en este la formación de cada una de las partes que conforman el sistema nervioso se dan de manera precisa y secuencial, el segundo comprende la maduración propiamente dicha.

NEUROGÉNESIS

La formación del sistema nervioso humano inicia aproximadamente 18 días después de la fertilización. En este momento el embrión posee tres capas germinales epiblasto, el hipoblasto y el amnios que da lugar a la cavidad amniótica. Las dos primeras forman un disco bilaminar, con el epiblasto en la superficie dorsal y el hipoblasto en la superficie ventral. Posteriormente aparece la estría primitiva al inicio de la tercera semana de gestación, en el extremo de esta se encuentran un pequeño grupo de células que darán origen a la notocorda.

A través de la gastrulación el disco se convierte en trilaminar con la formación del mesodermo, las otras dos capas son el ectodermo y el endodermo.

Las transformaciones para la formación del tubo neural se llevan a cabo a través de dos procesos de inducción neural: la inducción dorsal que se da a las tres o cuatro semanas de gestación y la inducción ventral entre las cinco y seis semanas de gestación.

A través de la primera, mediante un proceso llamado neurulación, la placa neural se deriva del engrosamiento del área dorsal media del ectodermo, luego se forman engrosamientos denominados pliegues neurales. La parte caudal del tubo neural produce la espina dorsal y de la rostral resulta el cerebro.

En el día 25 de gestación tres vesículas primarias son aparentes: el prosencéfalo, el mesencéfalo y el rombencéfalo. Del prosencéfalo se deriva el telencéfalo y el diencéfalo, el rombencéfalo da origen al metencéfalo y al mielencéfalo, esto ocurre en el día 32.

Cuando hay defectos en el cierre del tubo neural, estos difícilmente son compatibles con la vida. Algunas anormalidades derivadas de los trastornos del cierre del tubo neural son el mielomeningocele, la anencefalia y la encefalocele.

ESPINA BIFIDA

ANENCEFALIA

Mediante la inducción ventral que ocurre de las cinco a las 6 semanas de gestación, se segmenta el tubo neural en su eje longitudinal; se forma la mayor parte del cerebro y de la cara, se separan los hemisferios, aparecen las vesículas ópticas, bulbos olfatorios y el cerebelo.

MADURACIÓN CEREBRAL

 Tomada de http://www.uaz.edu.mx/histo/MorfoEmbrio/Carlson/Cap10/10_31.JPG

Este proceso depende de la organización y diferenciación celular caracterizados por el crecimiento axonal y dendrítico, la sinaptogénesis, la muerte axonal y celular y la mielinización. Este proceso termina iniciada la adultez con la culminación del procesos de mielinización axonal.

Los procesos esencialmente madurativos que dan la forma final al sistema nervioso ocurren en la etapa fetal, cuando esta inicia comienza el periodo de crecimiento más dramático, principalmente de la pared de la vesícula telencenfálica de la cual nace la corteza cerebral, sus primeros surcos aparecen hacia los 150 días de gestación, sus segundos surcos y la primera mielinización hacia los 180 días.

La corteza se expande primero rostralmente para formal los lóbulos frontales, luego dorsalmente para los lóbulos parietales. Posterior e inferiormente para los lóbulos occipitales y temporales.

MECANISMOS CELULARES

Cuatro mecanismos celulares ayudan a la formación y maduración del sistema nervioso: proliferación, migración, diferenciación y muerte celular.

 La proliferación es la producción de células nerviosas, estas inician como una simple capa celular a lo largo de la superficie interna del tubo neural. Las células se dividen y dan origen a células hijas. En esta etapa las células nerviosas son neuroblastos, de éstas se derivan las neuronas y la glía. La ocurrencia máxima de la proliferación es entre los 3 a 5 meses de gestación.

La migración es un proceso que ocurre rápidamente inicia desde la zona ventricular, se lleva a cabo de la cuarta a la 24 semana de gestación, consiste en el transporte de neuronas a través de neurogliofibrillas hasta llegar al lugar apropiado, este proceso es vulnerable a causas genéticas, infecciones virales y alteraciones vasculares. Al no ubicarse los neuroblastos en el lugar que les corresponde se pueden producir alteraciones en los surcos o en los giros, agenesis del cuerpo calloso y heteropías neuronales, estas alteraciones han sido relacionados con trastornos del aprendizaje como las dislexia. Algunas neuronas se mueven a lo largo de la superficie de un tipo de célula glial, la glía radial, que les sirve como alambres de soporte durante su desplazamiento, otro mecanismo más tardío es la atracción por otras neuronas.

En la corteza, el establecimiento de las neuronas conforma una organización horizontal (capas) y otra vertical (columnas), cada una de estas tiene diferentes tipos de neuronas. El número de capas aumenta en el desarrollo; pasa de las cuatro capas embrionarias del telencéfalo a las 6 capas de la corteza del adulto.

Existen diversos mecanismos que propician la diferenciación celular. La formación de una célula depende tanto de los determinantes de la célula individual como de la influencia de la célula vecina. Algunas partes crecen sin y otras con influencia del ambiente. Después de alcanzar sus destinos, las células nerviosas empiezan a adquirir la apariencia distintiva. Los neuroblastos tiene el potencial de transformarse en diferentes tipos de células nerviosas, cualquier región del sistema nervioso central puede tener dos o más tipos de estas. Las alteraciones en este proceso pueden dar como resultado anormalidades en el desarrollo cortical causantes de retardo mental.

Uno de los mecanismos celulares marcados por la genética es la apoptosis; la sobreproducción inicial de neuronas y aún procesos neuronales con la eliminación posterior de aquellos innecesarios. Es decir, la muerte celular en una fase crucial del desarrollo del encéfalo, en algunas partes de este y otras de la medula espinal la mayoría de las neuronas mueren en etapa prenatal. Los factores que determinan este mecanismo son de diverso orden; tamaño del campo de la superficie corporal, competencia en el establecimiento de conexiones, nivel de substancias químicas naturales, emparejamiento numérico entre poblaciones celulares, presencia de conexiones incorrectas.

Conectividad interneuronal

                  

Los procesos relacionados con la maduración cerebral son aquellos encaminados a la organización  funcional y a la diferenciación celular: crecimiento axonal y sinaptogenesis, muerte axonal y celular y mielinización,  estos están encaminados a alcanzar la conectividad interneuronal.

El crecimiento dendintrico, visible cerca de los 7 meses de gestación, ocurre a una velocidad menor a la observada en el crecimiento axonal y generalmente inicia ya que las células nerviosas alcanzaron su ubicación final.

La sinaptogenesis, es decir, la formación de sinapsis, es observable hacia el quinto mes de gestación, después del tercer trimestre de vida intrauterina hasta los dos años de edad se observa un crecimiento acelerado.

Tomado de http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Sinapsis.png

SINAPSIS ------à Unión o contacto entre dos neuronas.

La mielinizacion es un proceso lento, ocurre cuando las células gliales cubren los axones con una capa de mielina, que está hecha de proteínas y lípidos, y que hace que la conducción eléctrica del axón sea más rápida y con un menor consumo energético. Este proceso inicia tres meses después de la fecundación, y ocurre progresivamente en tiempos diferentes de acuerdo a la región del desarrollo del sistema nervioso. Las últimas áreas en mielinizarse corresponden a las región prefrontal.

Evidencias del desarrollo de la función neural en la etapa prenatal

Se observan evidencias de actividad refleja primitiva hacia la sexta semana de gestación, cuando al tocar la piel que rodea la boca se produce una flexión contralateral del cuello. Esta sensibilidad se extiende, en las siguientes 6 a 8 semanas y se observan respuestas reflejas cuando se estimula desde la cara a las palmas de las manos y la región superior del tórax. En la semana 13 toda la superficie del cuerpo es sensible, excepto la espalda y la coronilla.

Hacia el cuarto mes de gestación aparece un patrón de actividad el cual es intermitente. Es en ese momento cuando la mamá percibe por primera vez los movimientos de su hijo. Entre el cuarto y el quinto mes el feto puede asir con fuerza una varilla de vidrio. El reflejo de succión aparece al sexto mes y mantener la respiración. Los cambios de conducta que se observan en el último trimestre son más sutiles y son signos de maduración estructural y funcional.

Etapa Posnatal

                             

Aproximadamente a los 280 días ocurre el nacimiento  y se inicia el periodo posnatal. El funcionamiento del Sistema Nervioso del recién nacido, es evaluado por el pediatra, mediante el test de Apgar, este es aplicado al minuto y a los 5 minutos de nacido y los criterios que evalúa son: apariencia, pulsos, gestos, actividad y respiración. Un niño que presenta un color rosado en la piel, con una tasa cardiaca > 100, que presenta actividad motora espontánea y un llanto fuerte, obtendrá un Apgar normal: 7 a 10. Un Apgar de menos de 7 puede ser sugestivo de hipoxia o depresión respiratoria y puede ser un factor de riesgo de daño cerebral.

Luego del nacimiento el cerebro continúa con un crecimiento rápido, consecuencia del desarrollo de procesos dendriticos y de la mielinización de las vías nerviosas. El inicio de la primera infancia que comprende desde el segundo mes hasta el sexto año de vida, se caracteriza por una mayor elaboración de las conductas sensoriales perceptuales y motoras. Se da un incremento en la capacidad de respuesta del infante  a los estímulos del medio ambiente.

Los cambios electroencefalográficos corroboran los cambios a nivel cortical: hacia el cuarto mes de vida se puede registrar un ritmo lento estable en la corteza occipital que gradualmente se va convirtiendo en el ritmo alfa fe 8 a 13 Hz, de este momento en adelante las neuronas continúan su proceso de mielinización que se extiende durante la segunda infancia , la adolescencia, que se extiende a la adultez temprana y se correlaciona con el desarrollo de funciones cognitivas cada vez más complejas.

Al nacer pocas áreas del cerebro están completamente mielinizadas, como son los centros del tallo cerebral que controlan los reflejos, luego de que los axones de las neuronas están mielinizados, estas pueden alcanzar su funcionamiento completo presentando una conducción rápida y eficiente. Las áreas primarias sensoriales y motoras de la corteza cerebral inician su proceso de mielinización antes que las áreas de asociación frontal y parietal, que solamente alcanzan un desarrollo completo hacia los 15 años.

La evaluación neuropsicológica infantil se fundamente en que el desarrollo de las funciones cognitivas del niño son paralelas a su maduración cerebral en un proceso dinámico que ocurre en dos ejes direccionales: el eje vertical y el eje horizontal.

El proceso de maduración cerebral sigue un eje vertical, iniciándose en las estructuras subcorticales y continuando en las estructuras corticales. A medida que el cerebro madura cada hemisferio va asociándose con funciones más específicas; el hemisferio izquierdo se va haciendo más hábil en el reconocimiento de fonemas mientras que el hemisferio derecho hace lo propio con la representación emocional de los sonidos.

Un indicativo de maduración cerebral es el incremento en el proceso de mielinización de los axones que permite una conducción mucho más rápida del impulso nervioso. Durante los dos primeros años de vida el cerebro del niño crece significativamente en el volumen de sustancia gris, el máximo volumen de sustancia gris, el máximo desarrollo de esta en el lóbulo frontal se alcanza hacia los 11 años.

La sustancia blanca presenta incrementa hasta la adultez, asociado al aumento de conexiones nerviosas.

El desarrollo cortical, engrosamiento y formación de conexiones, no parece seguir un paso uniforme sino que se da por ráfagas. Estos periodos de enriquecimiento sináptico se han observado entre los tres y cuatro años, los seis y ocho años, los 10 y 12 años, y los 14 y 16 años.

Durante el primer año de vida la plasticidad cerebral es máxima; el cerebro se modifica y moldea fácilmente, con la edad y la estimulación ambiental la plasticidad cerebral va disminuyendo, pero no desaparece totalmente. Tanto en niños como en adultos el cerebro tiene la capacidad de adaptación y cambio. La plasticidad cerebral, característica de la edad temprana, compite con una mayor vulnerabilidad cerebral, esto quiere decir         que el cerebro es más susceptible al daño cerebral global en las etapas iniciales del desarrollo.

Se han observado cuatro periodos de aceleración del crecimiento que parecen coincidir con las etapas descritas por Piaget:

Tomada de

 http://psidesarrollo2equipo21.wikispaces.com/file/view/image008%5B1%5D.jpg/172174807/490x374/image008%5B1%5D.jpg

*Sensoriomotriz: del nacimiento a los 2 años de edad el niño lleva una coordinación de movimientos físicos y representaciones verbales.

*Preoperatoria: de los 2 a los 7 años, habilidades para la acción mediante el pensamiento y el prelenguaje.

*Operaciones concretas: de los 7 a los 11 años (pensamientos limitados a la realidad objetiva)

*Operaciones formales: de los 11 a los 15 años (pensamiento lógico, abstracto y limitado)

EDAD	FUNCIONES VISUALES Y MOTORAS	FUNCIONES SOCIALES E INTELECTUALES
9 MESES	Se sienta por sí mismo y permanece en esta posición; pinza con pulgar o índice.	Mueve las manos diciendo adiós, juega a dar palmaditas, imita los sonidos (dada y baba).
12 MESES	Tira objetos, se desplaza y se mueve apoyado en una mano.	Usa de 2 a 4 palabras con significado, entiende sustantivos, da besos si se le pide.
24 MESES	Sube y baja escaleras con pasos de los pies, atrapa y dobla objetos, se viste en parte.	Frases de 3 a 4 palabras, usa las palabras “yo”, “tu” y “me”, juega, nombra 4 o 5 partes del cuerpo
36 MESES	Sube escaleras usando un pie por paso, pedalea en triciclo, se viste casi por completo.	Hace muchas preguntas, recita rimas, copia círculos, juega con otros.
5 AÑOS	Salta, se ata los cordones, copia triángulos, señala la edad.	Repite 4 dígitos. Nombra 4 colores.

MEDULA ESPINAL NEURULACION

El sistema nervioso se origina de la placa neural. La placa neural forma los pliegues neurales pares, para crear el tubo neural y el conducto neural.

El proceso de formación del tubo neural a partir del ectodermo se conoce como neurulación.

DESARROLLO DEL NEUROECTODERMO

*El Sistema Nervioso se desarrolla del neuroectodermo.

*El Sistema Nervioso Central se desarrolla a partir del tubo neural.

*El Sistema Nervioso Periférico se desarrolla a partir de las crestas neurales.

Los procesos de formación de la placa neural, pliegues neurales y desarrollo del tubo neural se agrupan en el concepto de neurulación.

Este periodo abarca desde el proceso de inducción notocordal hasta el cierre del neuroporo caudal.

La placa neural crece con rapidez y para el día 18 del desarrollo de los bordes laterales de la placa neural se elevan y forman un pliegue neural a cada lado.

Para finales de la tercera semana (22 a 23 días) los pliegues neurales comienzan a fusionarse unos con otros formándose el tubo neural.