La plasticidad neuronal se refiere a la capacidad del cerebro para modificar y reorganizar sus conexiones neuronales en respuesta a experiencias, aprendizaje y cambios ambientales. Es decir, las conexiones entre las células nerviosas (neuronas) del cerebro son maleables y pueden ser reconfiguradas en función de las demandas y necesidades del entorno.
Puede ocurrir a diferentes niveles, desde cambios en las conexiones sinápticas entre neuronas individuales, hasta la formación de nuevas neuronas y la reorganización de circuitos neuronales a nivel macroscópico. Estos cambios pueden ser de corto o largo plazo y pueden estar mediados por una variedad de mecanismos moleculares y celulares, como la modificación de la fuerza sináptica, la producción de nuevas proteínas y la activación de vías de señalización intracelular.
La plasticidad neuronal es fundamental para el aprendizaje y la memoria, así como para la recuperación de la función cerebral después de lesiones o enfermedades. También se cree que desempeña un papel importante en la plasticidad del comportamiento, la adaptación y la evolución del cerebro en respuesta a cambios ambientales.
La degeneración neuronal
La degeneración neuronal es un proceso patológico en el que las neuronas, las células nerviosas del cerebro y del sistema nervioso, comienzan a morir o funcionar de manera anormal. Este proceso puede ser provocado por una variedad de factores, incluyendo lesiones, enfermedades, envejecimiento y exposición a sustancias tóxicas.
La degeneración neuronal puede tener consecuencias graves para la función cerebral y puede contribuir a una variedad de trastornos neurológicos, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple y la enfermedad de Huntington, entre otros. Los síntomas de la degeneración neuronal pueden variar ampliamente dependiendo del área del cerebro afectada y pueden incluir deterioro cognitivo, movimientos involuntarios, debilidad muscular, pérdida de sensación y alteraciones en el estado de ánimo y el comportamiento.
Aunque no se conocen curas para muchas de las enfermedades neurodegenerativas que pueden causar degeneración neuronal, existen tratamientos que pueden ayudar a aliviar los síntomas y retrasar la progresión de la enfermedad en algunos casos. Además, se están realizando investigaciones activas para desarrollar nuevas terapias y enfoques para prevenir o tratar la degeneración neuronal en una variedad de contextos clínicos.
En las lesiones del Sistema Nervioso, tras a la sección de un axón neuronal o de un grupo de axones (axotomia) se producen dos tipos de degeneración neuronal, que son los siguientes:
- Degeneración anterógrada: consiste en la degeneración del segmento distal.
- Degeneración retrógrada: consiste en la degeneración del segmento proximal.
Por otro lado, también hay que distinguir estos dos segmentos del axón después de una axotomia:
- El segmento distal: es la parte del axón que se encuentra entre el corte y los terminales del axón.
- El segmento proximal: es la parte del axón que se encuentra entre el corte y el cuerpo celular.
La degeneración anterógrada se produce rápidamente (el axón sin el soma no puede sobrevivir), pero la degeneración retrógrada es más lenta. De hecho, después de la lesión se empiezan a producir cambios en el cuerpo celular, que pueden ser degenerativos o regenerativos:
- Los cambios degenerativos, como la disminución del tamaño del cuerpo celular, indican que la neurona morirá.
- Los cambios regenerativos, como el aumento del tamaño del soma, pueden indicar que la neurona está haciendo una síntesis masiva de proteínas para sustituir el axón degenerado. Hay que tener presente que estos cambios regenerativos no garantizan la supervivencia de la neurona, ya que no basta regenerando el axón, sino que además hay que vuelva a establecer los contactos sinápticos adecuados.
Hay que tener presente que los efectos de una lesión, en este caso de una axotomia, no se limitan a la neurona lesionada, sino que pueden extenderse a las neuronas con las que se relaciona la neurona lesionada.
La degeneración transneuronal implica la degeneración de neuronas relacionadas con la neurona axotomitzada.
Podemos distinguir dos tipos de degeneración transneuronal: anterógrada y retrógrada.
- La degeneración transneuronal anterógrada es la degeneración de una neurona debida a la lesión de una neurona sobre la que establecía sinapsis.
- La degeneración transneuronal retrógrada es la degeneración de una neurona debida a la lesión de una neurona de la que resta información.
La regeneración neuronal
La regeneración neuronal se refiere a la capacidad de las neuronas para repararse y regenerarse después de una lesión o enfermedad. A diferencia de muchas otras células del cuerpo, las neuronas tienen una capacidad limitada para regenerarse por sí mismas, pero aún pueden ser estimuladas para hacerlo en ciertas condiciones.
En general, la regeneración neuronal implica la activación de procesos celulares y moleculares que permiten la formación de nuevas células nerviosas, la reorganización de las conexiones sinápticas y la recuperación de la función cerebral perdida. Esta capacidad de regeneración neuronal es especialmente importante en el sistema nervioso central, que tiene una capacidad limitada para producir nuevas neuronas en comparación con otros tejidos del cuerpo.
Aunque la regeneración neuronal puede ocurrir en algunos casos, como después de lesiones cerebrales leves o en ciertas áreas del cerebro, como el hipocampo, en otros casos, la regeneración neuronal puede ser limitada por la falta de células progenitoras en el cerebro y la inhibición de señales de crecimiento neuronal. Sin embargo, se están realizando investigaciones activas para encontrar formas de estimular la regeneración neuronal en el cerebro y para desarrollar nuevas terapias para tratar enfermedades neurológicas y lesiones cerebrales.
La regeneración neuronal es clara en la mayoría de invertebrados y de vertebrados inferiores, pero difícilmente se observa en mamíferos y otros vertebrados superiores. Hay que diferenciar, sin embargo, la regeneración en el SNC (Sistema Nervioso Central), que es prácticamente nula, de la regeneración en el SNP (Sistema nervioso periférico), que en ciertas ocasiones puede tener éxito.
Regeneración neuronal en el SNP
Poco después de una lesión, a los dos o tres días, el axón comienza a crecer. Este crecimiento no garantiza la supervivencia de la neurona, ni el éxito de la regeneración.
Pero, ¿por qué no se produce esta regeneración en el SNC?
Curiosamente, las neuronas del SNC se pueden regenerar cuando se trasplantan en el SNP, pero las neuronas del SNP no se pueden regenerar si se trasplantan en el ámbito central. Parece que lo que es determinante para que haya regeneración es el entorno en el que se encuentran las neuronas.
Las células de Schawnn promueven la regeneración del SNP de los mamíferos, y producen factores neurotróficos y moléculas de adhesión celular.
Estos factores neurotróficos producidos por las células de Schawnn, que como recordaréis forman la capa de mielina en el SNP, estimulan el crecimiento de las neuronas, y las moléculas de adhesión celular de las membranas celulares de las células células de Schawnn marcan el camino por el que deben crecer axones.
El oligodendroglia del sistema nervioso central no estimula ni guía la regeneración axonal.
Cuando un axón degenera, los axones sanos próximos crecen ramificaciones que establecen sinapsis con los sitios vacíos dejados por el axón degenerado. Este proceso se llama crecimiento de brotes colaterales.
Reorganización neuronal
La reorganización neuronal es un proceso en el que las conexiones neuronales en el cerebro se reconfiguran y reorganizan en respuesta a cambios en la experiencia y en el entorno. Esto puede implicar cambios en la fuerza y el número de conexiones sinápticas entre las neuronas, la formación de nuevas conexiones y la eliminación de conexiones menos utilizadas.
La reorganización neuronal es una parte fundamental del aprendizaje y la adaptación del cerebro a nuevas situaciones y demandas. Por ejemplo, cuando aprendemos una nueva habilidad o adquirimos nuevos conocimientos, las conexiones neuronales en el cerebro se reorganizan para adaptarse a la información nueva y relevante.
También puede ocurrir en respuesta a lesiones cerebrales y enfermedades neurológicas. En algunos casos, las áreas del cerebro que han sido dañadas pueden ser reemplazadas por nuevas conexiones neuronales en otras áreas del cerebro, lo que puede ayudar a compensar la pérdida de la función cerebral.
Además, la reorganización neuronal también se ha demostrado en estudios de neuroplasticidad para mejorar la recuperación de la función después de lesiones cerebrales o enfermedades neurológicas. Los enfoques terapéuticos como la terapia física, la terapia ocupacional y la terapia del habla pueden ayudar a estimular la reorganización neuronal y mejorar la función cerebral.
En un experimento realizado en primates no humanos se puso de manifiesto que, si se impide que la información sensorial de un brazo llegue a la zona de la corteza correspondiente (lesionando las vías sensoriales que llevan este tipo de información), la zona de la corteza que originalmente procesa la información del brazo termina procesando información sensorial procedente de la cara. Y, por tanto, la reorganización que se produce tras la lesión amplía las áreas corticales que procesan la información sensorial de la cara.
Hay que tener presente que la reorganización funcional no siempre se acompaña de la recuperación funcional.
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