La plasticidad neuronal: características y tipos
El término plasticidad neuronal hace referencia a la capacidad que tiene el sistema nervioso para modificarse, tanto funcional como estructuralmente, en respuesta tanto al paso del tiempo como a las lesiones. De manera coloquial, la plasticidad se conoce como la propiedad de un material de ser físicamente maleable. De un modo más científico podemos decir que la neuroplasticidad es la ‘capacidad del sistema nervioso para responder a estímulos intrínsecos o extrínsecos al reorganizar su estructura, conexiones y función’ (1).
Así, la plasticidad es un componente clave en el desarrollo neuronal y el funcionamiento normal del sistema nervioso. También es una respuesta al entorno cambiante, al envejecimiento o a las patologías que puedan ocurrirnos. De este modo, la plasticidad neuronal es necesaria tanto para que las redes neuronales adquieran nuevas propiedades funcionales como para que sigan produciéndose las suficientes conexiones cerebrales.
El cerebro es, por necesidad, una estructura plástica. Así lo han demostrado varias investigaciones científicas. Además, sabemos que se produce en varios niveles organizativos del sistema nervioso. Podemos hablar de plasticidad del tejido nervioso, plasticidad neuronal o glial, plasticidad sináptica…
¿Cómo funcionan las redes neronales?
La plasticidad neuronal se da especialmente en respuesta a demandas fisiológicas, cambios en la actividad neural o daño del tejido nervioso.
Además, la plasticidad participa en la formación de la red neuronal durante el desarrollo y la adquisición de nuevos comportamientos motores o los aprendizajes que llevamos a cabo durante la vida. Son muchos los procesos biológicos que involucran la plasticidad:
- La neurogénesis.
- Migración celular.
- Cambios en la excitabilidad neuronal.
- Neurotransmisión.
- Generación de nuevas conexiones.
- La modificación de las conexiones existentes.
Plasticidad neuronal estructural y funcional
La plasticidad de la eficacia de transmisión entre neuronas puede depender de cambios adaptativos en moléculas presinápticas, extracelulares o postsinápticas. Esto quiere decir que la plasticidad puede darse sin modificación del número, sitio, distribución, densidad o área total de sinapsis.
La potenciación temprana a largo plazo y los cambios en las propiedades electrónicas debidas a los cambios geométricos de las dendritas son ejemplos claros de este tipo de plasticidad. Por otro lado, los cambios en la conectividad del circuito que involucran formación, eliminación o ampliación de sinapsis, como la potenciación tardía a largo plazo, se denominan “plasticidad estructural o arquitectónica”.
Plasticidad neuronal hebbiana y plasticidad homeostática
La plasticidad de la eficacia de la transmisión y la plasticidad estructural pueden clasificarse como plasticidad hebbiana y plasticidad homeostática, respectivamente (2).
La plasticidad hebbiana implica un cambio de la fuerza sináptica, ya sea que aumenta o disminuye según el nivel de actividad neuronal, en una escala de tiempo de segundos o minutos después del inicio de la estimulación.
La potenciación temprana a largo plazo es un ejemplo típico de plasticidad hebbiana. Al principio, un estímulo tetánico impulsa la activación previa y postsináptica coincidentes, lo que induce el aumento de la eficacia sináptica. Este aumento mejorará la potenciación. Así, la plasticidad hebbiana produce un circuito de retroalimentación positiva.
Por su parte, los procesos homeostáticos son más lentos, ocurren de horas a días. Así, pueden incluir modificaciones en la densidad del canal iónico, la liberación del transmisor o la sensibilidad del receptor postsináptico. En contraste con la plasticidad hebbiana, la plasticidad homeostática constituye un circuito de retroalimentación negativa. La dinámica homeostática disminuye la conectividad en respuesta a una alta actividad neuronal y aumenta la conectividad cuando la actividad disminuye.
Se ha propuesto que las plasticidades homeostáticas y hebbianas tienen diferentes roles en términos de funciones de red neuronal. La plasticidad hebbiana está involucrada en los cambios que se producen durante toda la vida, la capacidad de almacenamiento y la robustez de la memoria.
Mientras, la plasticidad homeostática autoorganiza la conectividad de la red neuronal para evitar la inestabilidad de la red. Además, este tipo de plasticidad implica mecanismos sinápticos y extra-sinápticos, como la regulación de la excitabilidad neuronal, la regulación de la formación de sinapsis y la estabilización de la fuerza sináptica total y la arborización dendrítica.
La plasticidad neuronal es un proceso que puede observarse durante el desarrollo del sistema nervioso. Surge como un atributo esencial que otorga al cerebro la capacidad de modificar su estructura y función en respuesta a los cambios en la actividad neuronal. También se encarga de adquirir nuevas capacidades como sustratos para el aprendizaje y la memoria o la recuperación de funcionalidad después de una lesión. En resumen, es un proceso que permite al cerebro seguir siendo flexible para permitir una mejor adaptación a las condiciones del entorno.
Todas las fuentes citadas fueron revisadas a profundidad por nuestro equipo, para asegurar su calidad, confiabilidad, vigencia y validez. La bibliografía de este artículo fue considerada confiable y de precisión académica o científica.
-
Cramer, S. C., Sur, M., Dobkin, B. H., O'brien, C., Sanger, T. D., Trojanowski, J. Q., ... & Chen, W. G. (2011). Harnessing neuroplasticity for clinical applications. Brain, 134(6), 1591-1609.
-
Fauth, M., & Tetzlaff, C. (2016). Opposing effects of neuronal activity on structural plasticity. Frontiers in neuroanatomy, 10, 75.
-
Lisman, J. (2017). Glutamatergic synapses are structurally and biochemically complex because of multiple plasticity processes: long-term potentiation, long-term depression, short-term potentiation and scaling. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 372(1715), 20160260.
