Definición
La poda sináptica es un proceso natural que ocurre en el cerebro entre la primera infancia y la edad adulta. Durante la poda sináptica, el cerebro elimina las sinapsis adicionales. Las sinapsis son estructuras cerebrales que permiten a las neuronas transmitir una señal eléctrica o química a otra neurona.
Se cree que la poda sináptica es la forma en que el cerebro elimina las conexiones en el cerebro que ya no son necesarias. Los investigadores han aprendido recientemente que el cerebro es más "plástico" y moldeable de lo que se pensaba. La poda sináptica es la forma en que nuestro cuerpo mantiene una función cerebral más eficiente a medida que envejecemos y aprendemos nueva información compleja.
A medida que se aprende más sobre la poda sináptica, muchos investigadores también se preguntan si existe un vínculo entre la poda sináptica y la aparición de ciertos trastornos, como la esquizofrenia y el autismo.
¿Cómo funciona la poda sináptica?
Durante la infancia, el cerebro experimenta una gran cantidad de crecimiento. Hay una explosión de formación de sinapsis entre neuronas durante el desarrollo temprano del cerebro. Esto se llama sinaptogénesis.
Este rápido período de sinaptogénesis desempeña un papel vital en el aprendizaje, la formación de la memoria y la adaptación temprana en la vida. Aproximadamente de 2 a 3 años de edad, el número de sinapsis alcanza un nivel máximo. Pero luego, poco después de este período de crecimiento sináptico, el cerebro comienza a eliminar las sinapsis que ya no necesita.
Una vez que el cerebro forma una sinapsis, puede fortalecerse o debilitarse. Esto depende de con qué frecuencia se usa la sinapsis. En otras palabras, el proceso sigue el principio de "úsalo o piérdelo": las sinapsis que son más activas se fortalecen y las sinapsis que son menos activas se debilitan y finalmente se eliminan. El proceso de eliminar las sinapsis irrelevantes durante este tiempo se conoce como poda sináptica.
La poda sináptica temprana está influenciada principalmente por nuestros genes. Más tarde, se basa en nuestras experiencias. En otras palabras, si una sinapsis se poda o no está influenciada por las experiencias que un niño en desarrollo tiene con el mundo que lo rodea. La estimulación constante hace que las sinapsis crezcan y se vuelvan permanentes. Pero si un niño recibe poca estimulación, el cerebro mantendrá menos de esas conexiones.
¿Cuándo ocurre la poda sináptica?
El momento de la poda sináptica varía según la región del cerebro. Algunas podas sinápticas comienzan muy temprano en el desarrollo, pero la poda más rápida ocurre entre aproximadamente los 2 y los 16 años.
Etapa embrionaria temprana a 2 años
El desarrollo del cerebro en el embrión comienza solo unas semanas después de la concepción. Para el séptimo mes de embarazo, el feto comienza a emitir sus propias ondas cerebrales. El cerebro forma nuevas neuronas y sinapsis a una velocidad extremadamente alta durante este tiempo.
Durante el primer año de vida, el número de sinapsis en el cerebro de un bebé crece más de diez veces. A los 2 o 3 años, un bebé tiene aproximadamente 15,000 sinapsis por neurona.
En la corteza visual del cerebro (la parte responsable de la visión), la producción de sinapsis alcanza su punto máximo a los 8 meses de edad. En la corteza prefrontal, los niveles máximos de sinapsis ocurren en algún momento durante el primer año de vida. Esta parte del cerebro se usa para una variedad de comportamientos complejos, incluida la planificación y la personalidad.
Edades de 2 a 10 años
Durante el segundo año de vida, el número de sinapsis cae dramáticamente. La poda sináptica ocurre muy rápidamente entre los 2 y los 10 años. Durante este tiempo, se elimina aproximadamente el 50 por ciento de las sinapsis adicionales. En la corteza visual, la poda continúa hasta los 6 años de edad.
Adolescencia
La poda sináptica continúa durante la adolescencia, pero no tan rápido como antes. El número total de sinapsis comienza a estabilizarse.
Mientras que los investigadores alguna vez pensaron que el cerebro solo podaba las sinapsis hasta la adolescencia temprana, los avances recientes han descubierto un segundo período de poda durante la adolescencia tardía.
Adultez temprana
Según una investigación más reciente, la poda sináptica en realidad continúa hasta la edad adulta y se detiene en algún momento a fines de los años 20.
Curiosamente, durante este tiempo, la poda se produce principalmente en la corteza prefontal del cerebro, que es la parte del cerebro muy involucrada en los procesos de toma de decisiones, el desarrollo de la personalidad y el pensamiento crítico.
¿La poda sináptica explica el inicio de la esquizofrenia?
La investigación que analiza la relación entre la poda sináptica y la esquizofrenia aún se encuentra en las primeras etapas. La teoría es que los cerebros esquizofrénicos están "podados en exceso", y esta poda excesiva es causada por mutaciones genéticas que afectan el proceso de poda sináptica.
Por ejemplo, cuando los investigadores observaron imágenes de los cerebros de personas con trastornos mentales, como la esquizofrenia, descubrieron que las personas con trastornos mentales tenían menos sinapsis en la región prefrontal en comparación con los cerebros de personas sin trastornos mentales.
Luego, un gran estudio analizó el tejido cerebral y el ADN post mortem de más de 100,000 personas y descubrió que las personas con esquizofrenia tienen una variante genética específica que puede estar asociada con una aceleración del proceso de poda sináptica.
Se necesita más investigación para confirmar la hipótesis de que la poda sináptica anormal contribuye a la esquizofrenia. Si bien esto aún está muy lejos, la poda sináptica puede representar un objetivo interesante para los tratamientos para personas con trastornos mentales.
¿La poda sináptica está asociada con el autismo?
Los científicos aún no han identificado la causa exacta del autismo. Es probable que haya múltiples factores en juego, pero recientemente, la investigación ha demostrado un vínculo entre las mutaciones en ciertos genes relacionados con la función sináptica y los trastornos del espectro autista (TEA).
A diferencia de la investigación sobre la esquizofrenia, que teoriza que el cerebro está "sobre podado", los investigadores plantean la hipótesis de que los cerebros de las personas con autismo pueden estar "podados". Teóricamente, entonces, esta poda baja conduce a una sobreoferta de sinapsis en algunas partes del cerebro.
Para probar esta hipótesis, los investigadores observaron el tejido cerebral de 13 niños y adolescentes con y sin autismo que fallecieron entre las edades de 2 y 20. Los científicos descubrieron que los cerebros de los adolescentes con autismo tenían muchas más sinapsis que los cerebros de los adolescentes neurotípicos.. Los niños pequeños en ambos grupos tenían aproximadamente el mismo número de sinapsis. Esto sugiere que la condición puede ocurrir durante el proceso de poda. Esta investigación solo muestra una diferencia en las sinapsis, pero no si esta diferencia podría ser una causa o un efecto del autismo, o simplemente una asociación.
Esta teoría de poda insuficiente puede ayudar a explicar algunos de los síntomas comunes del autismo, como la hipersensibilidad al ruido, las luces y las experiencias sociales, así como las convulsiones epilépticas. Si hay demasiadas sinapsis disparando a la vez, es probable que una persona con autismo experimente una sobrecarga de ruido en lugar de una respuesta cerebral afinada.
Además, investigaciones anteriores han relacionado el autismo con mutaciones en genes que actúan sobre una proteína conocida como mTOR quinasa. Se han encontrado grandes cantidades de mTOR hiperactivo en el cerebro de pacientes con autismo. También se ha demostrado que la sobreactividad en la vía mTOR está asociada con un exceso de producción de sinapsis. Un estudio encontró que los ratones con mTOR hiperactivo tenían defectos en su poda sináptica y exhibían comportamientos sociales similares a los ASD.
¿Hacia dónde se dirige la investigación sobre la poda sináptica?
La poda sináptica es una parte esencial del desarrollo del cerebro. Al deshacerse de las sinapsis que ya no se usan, el cerebro se vuelve más eficiente a medida que envejece.
Hoy, la mayoría de las ideas sobre el desarrollo del cerebro humano se basan en esta idea de plasticidad cerebral. Los investigadores ahora están buscando formas de controlar la poda con medicamentos o terapia dirigida. También están investigando cómo usar esta nueva comprensión de la poda sináptica para mejorar la educación infantil. Los investigadores también están estudiando cómo la forma de las sinapsis podría desempeñar un papel en las discapacidades mentales.
El proceso de poda sináptica puede ser un objetivo prometedor para tratamientos para personas con afecciones como la esquizofrenia y el autismo. Sin embargo, la investigación aún se encuentra en las primeras etapas.
