El estudio, dirigido por la Unidad de Cognición y Ciencias del Cerebro de la Universidad de Cambridge y publicado este martes en la revista ‘Nature Communications’, comparó los cerebros de 3.802 personas de entre 0 y 90 años utilizando conjuntos de datos de exploraciones de difusión por resonancia magnética, que mapean las conexiones neuronales al rastrear cómo se mueven las moléculas de agua a través del tejido cerebral.

Los científicos aseguran haber detectado cinco amplias fases de la estructura del cerebro en la vida humana promedio, divididas por cuatro ‘puntos de inflexión’ fundamentales entre el nacimiento y la muerte, cuando los cerebros se reconfiguran.

CABLEADO CEREBRAL

La ‘topología’ del cerebro infantil se extiende desde el nacimiento hasta un punto de inflexión a los nueve años, cuando pasa a la fase de la adolescencia, una era que dura hasta los 32 años, en promedio.

A principios de los 30, el cableado neuronal del cerebro se transforma en modo adulto. Esta es la etapa más larga, con una duración de más de tres décadas. Un tercer punto de inflexión, alrededor de los 66 años, marca el inicio de una fase de ‘envejecimiento temprano’ de la arquitectura cerebral. Finalmente, el cerebro de ‘envejecimiento tardío’ se forma alrededor de los 83 años.

“Sabemos que el cableado cerebral es crucial para nuestro desarrollo, pero carecemos de una visión global de cómo cambia a lo largo de nuestra vida y por qué”, según Alexa Mousley, quien dirigió la investigación y añade: “Este estudio es el primero en identificar las principales fases del cableado cerebral a lo largo de la vida humana”.

Estas épocas proporcionan un contexto importante sobre las áreas en las que los cerebros humanos podrían ser mejores o más vulnerables en diferentes etapas de la vida. Podrían ayudar a comprender por qué algunos se desarrollan de manera diferente en momentos vitales clave, ya sean dificultades de aprendizaje en la infancia o demencia en la vejez.

Desde la infancia hasta la niñez, los cerebros se definen por la ‘consolidación de la red’, a medida que la riqueza de sinapsis (los conectores entre neuronas) producidas en el cerebro de un bebé se reduce y las más activas sobreviven.

En todo el cerebro, las conexiones se reconfiguran siguiendo el mismo patrón desde el nacimiento hasta aproximadamente los nueve años. Mientras tanto, la materia gris y blanca crecen rápidamente en volumen, de modo que el espesor cortical (la distancia entre la materia gris externa y la materia blanca interna) alcanza un pico y el plegamiento cortical (las crestas características de la parte externa del cerebro) se estabiliza.

DE LA INFANCIA A LA MADUREZ

Cuando se alcanza el primer punto de inflexión, a los nueve años, el cerebro experimenta un cambio radical en su capacidad cognitiva, así como un mayor riesgo de sufrir trastornos de salud mental.

La segunda época del cerebro, la adolescencia, ve cómo la materia blanca continúa creciendo en volumen, por lo que la organización de las redes de comunicación del cerebro es cada vez más refinada.

Esta era se define por la eficiencia de las conexiones tanto dentro de regiones específicas como por la comunicación rápida en todo el cerebro, lo que está relacionado con un mejor rendimiento cognitivo.

“La eficiencia neuronal está bien conectada por caminos cortos y la era de la adolescencia es la única en la que esta eficiencia está aumentando”, apunta Mousley.

Estos desarrollos alcanzan su punto máximo, de media, a principios de los años 30, lo que constituye el “punto de inflexión topológico más fuerte” de toda la vida, según los investigadores.

“Alrededor de los 32 años, vemos los cambios más direccionales en el cableado y el cambio general más grande en la trayectoria, en comparación con todos los demás puntos de inflexión”, recalca Mousley.

Si bien la pubertad ofrece un inicio claro, el final de la adolescencia es mucho más difícil de determinar científicamente. Según la arquitectura neuronal, los cambios en la estructura cerebral, similares a los de la adolescencia, terminan alrededor de los 30 y tantos años.

A los 32 años, comienza la etapa más larga, la de la adultez. La arquitectura cerebral se estabiliza en comparación con fases anteriores, sin grandes cambios durante unas tres décadas. Esto se corresponde con un estancamiento en la inteligencia y la personalidad.

DOS ÚLTIMAS ÉPOCAS

El punto de inflexión a los 66 años es mucho más leve y no está definido por ningún cambio estructural importante, aunque los investigadores todavía encontraron cambios significativos en el patrón de las redes cerebrales en promedio alrededor de esta edad.

“Los datos sugieren que una reorganización gradual de las redes cerebrales culmina a mediados de los 60. Esto probablemente esté relacionado con el envejecimiento, con una mayor reducción de la conectividad a medida que la materia blanca comienza a degenerarse”, señala Mousley.

El último punto de inflexión se produce alrededor de los 83 años, cuando se inicia la última era de la estructura cerebral. Si bien los datos sobre esta era son limitados, la característica definitoria es un cambio de lo global a lo local, a medida que la conectividad cerebral total disminuye aún más, con una mayor dependencia de ciertas regiones.

“En retrospectiva, muchos sentimos que nuestras vidas se han caracterizado por diferentes etapas. Resulta que el cerebro también pasa por estas etapas”, resume Duncan Astle, profesor de Neuroinformática en la Universidad de Cambridge.