Las funciones mentales son el resultado de la actividad de las células neurales que conforman el cerebro. Conocer cómo se construye y madura el cerebro es fundamental para entender cómo funciona, y es el camino más adecuado para comprender los mecanismos de la actividad mental y la conducta humana.

Asimismo, entender la función normal es una necesidad para explicar las anomalías que producen discapacidad intelectual y abordar un tratamiento adecuado de sus consecuencias. La especial riqueza funcional del cerebro depende del desarrollo de regiones cerebrales con tipos de neuronas característicos que establecen un patrón de conexiones mutuas. Esto requiere la articulación en el espacio y el tiempo de los procesos moleculares y celulares que construyen la estructura del sistema nervioso central.

Con el avance de la biología molecular y la secuenciación de genomas completos se están empezando a describir los mecanismos por los que la información genética regula los procesos básicos del desarrollo cerebral. Aproximadamente, la mitad de las instrucciones de nuestro genoma se dedica a la construcción del cerebro. El patrón espacio-temporal de la expresión génica (es decir, cuándo y dónde se expresan los genes) genera una red de interacciones moleculares que, mediante mecanismos de activación y represión mutua, codifican la forma del embrión y de su cerebro. El desarrollo típico depende, pues, de la secuencia normal del código genético (de la información que está escrita en los genes) y del equilibrio de su expresión en cantidad, tiempo y espacio (de la lectura de la información).

Los trastornos del neurodesarrollo están asociados a anomalías funcionales que se manifiestan tempranamente en la vida, con la aparición de discapacidad intelectual y retraso en el desarrollo psicomotor. Las causas de estos trastornos se han descrito parcialmente, incluyendo anomalías por causas genéticas, tóxicas, infecciosas o por otras alteraciones (grandes prematuros). Datos epidemiológicos y un mejor conocimiento de las enfermedades del sistema nervioso central indican que algunos trastornos mentales, que aparecen en la infancia o la adolescencia, también están originados por anomalías del desarrollo cerebral.

El desarrollo neurológico, entendido como el proceso que culmina con la madurez funcional del cerebro, discurre desde la vida fetal hasta la adolescencia, incluyendo la poda sináptica, que ocurre al inicio de la adolescencia, y la mielinización, que finaliza al final de la pubertad. Al nacer, el cerebro inmaduro es influido por los estímulos ambientales que pueden modificar la expresión de los genes. Esta interacción gen-ambiente puede ser el origen de anomalías funcionales que conlleven retraso psicomotor y discapacidad intelectual,  la esquizofrenia y los trastornos del espectro autista.

Generación de la diversidad de las áreas cerebrales: proceso de regionalización cerebral

Numerosos genes se expresan en el tubo neural con un patrón espacial definido y generan un mosaico de territorios específicos en cada esbozo de las regiones cerebrales. Una vez que los procesos de desarrollo han operado, tanto la actividad neuronal espontánea como la desencadenada por estímulos externos son esenciales para estimular y guiar el proceso de desarrollo de las conexiones entre neuronas (sinapsis). El ambiente puede influenciar el desarrollo neural actuando a través de mecanismos de regulación epigenéticos, que pueden modificar sus propiedades estructurales y funcionales, tanto en dirección positiva (adaptativa) como negativa (tóxicos).

Desarrollo perinatal del cerebro

El desarrollo completo del cerebro requiere la coordinación de una serie compleja de procesos en las etapas prenatal tardía y posnatal, como son: el crecimiento y remodelado de las prolongaciones de la neurona (neuritas), la formación de contactos sinápticos (sinaptogenia) y la eliminación de contactos aberrantes (poda sináptica), así como la mielinización de los axones. Por tanto, este período posnatal temprano es crucial para el desarrollo cerebral. El cerebro del recién nacido crece mucho de forma muy rápida, desde el 36% del tamaño del cerebro adulto a las 2-4 semanas de edad hasta aproximadamente el 80% a los 2 años. Este drástico crecimiento es consecuencia del establecimiento de las conexiones entre las neuronas (sinaptogenia), la proliferación de la glía y la mielinización de los axones.
Modificado de M. Martínez-Morga, S. Martínez . Desarrollo y plasticidad del cerebro [REV NEUROL 2016;62 (Supl. 1):S3-S8]

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