Cómo se prepara el cerebro de un bebé para el mundo exterior

Cómo se prepara el cerebro de un bebé para el mundo exterior

El cerebro en desarrollo no es simplemente una versión reducida de la de un adulto, sino que está diseñado exclusivamente para prepararse para el mundo exterior. Tiene estructuras y funciones cuyo único papel es establecer los circuitos básicos necesarios para la vida después del nacimiento, que luego desaparecen una vez que han cumplido con su deber. Sabemos por el estudio de los bebés nacidos prematuramente que incluso en esta etapa muy temprana el cerebro es extremadamente activo, pero de una manera muy específica para este momento de la vida.

Estudios en animales han demostrado que las células cerebrales inmaduras se disparan solas, un poco como las células del marcapasos en el corazón. El disparo de estas células está extremadamente coordinado para que pueda proporcionar las instrucciones iniciales para el cableado y el mantenimiento de los circuitos neuronales del cerebro. Estos son pasos iniciales fundamentales, que si se interrumpen o perturban, puede alterar todo el proceso por el cual el cerebro madura. Dada su importancia, quisimos estudiar estos pasos en recién nacidos prematuros.

Estallidos de actividad

A medida que las neuronas del cerebro se comunican entre sí mediante señales eléctricas, podemos medir esta actividad como "ondas cerebrales" utilizando sensores de EEG (electroencefalografía) colocados en la cabeza. Algunos de nosotros en University College London hemos utilizado con éxito este método en los últimos años 20 para mirar actividad durante las convulsiones y estudiar cómo el cerebro de un bebé puede procesar tacto y dolor incluso antes de la hora del nacimiento normal.

El EEG también se puede usar para registrar la actividad en el cerebro de un bebé prematuro cuando descansa, y ha demostrado consiste en ráfagas enormes que normalmente no se ven en ningún otro momento. Pero si bien sabemos desde hace mucho tiempo cómo es la actividad con EEG y cuándo sucede, nunca hemos sabido en qué parte del cerebro se está produciendo realmente la actividad.

La clave para resolver esta cuestión fue combinar grabaciones EEG con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Cuando las neuronas en el cerebro disparan, requieren combustible (oxígeno y glucosa) que se lleva a un área "activa" a través del torrente sanguíneo.

Con la fMRI, es posible medir con precisión los cambios en los niveles de oxígeno y flujo sanguíneo en todo el cerebro, con una precisión de unos pocos milímetros. Pero esto es solo en una escala de tiempo que permite el escáner de MRI y los cambios de flujo de sangre relativamente lentos. Por lo tanto, la combinación de EEG (que puede medir la actividad eléctrica rápida pero tiene dificultades para localizarla) y la fMRI (que mide la respuesta del flujo sanguíneo lento acoplado pero puede localizarla con precisión) fue ideal para descubrir dónde provienen las ráfagas de actividad de un cerebro del bebé prematuro

Descubrimiento 'Isla'

Este tipo de experimento nunca se había hecho antes y sabíamos que sería extremadamente desafiante, por lo que colaboramos con un equipo del King's College de Londres que tenía una amplia experiencia y conocimiento de los métodos de fMRI. Registramos la actividad cerebral de diez bebés prematuros mientras dormían naturalmente con las dos técnicas simultáneamente.

Y los primeros datos en nuestro estudio, publicado en eLife, sugirió dónde se generaban las ondas cerebrales prematuras.

Cada bebé tuvo frecuentes estallidos de actividad en su EEG y con fMRI pudimos ver que la mayoría de ellos venían de una región del cerebro escondida en forma de pirámide llamada la ínsula. Esta es una isla del córtex ("insula" es en latín para isla) que en adultos cubre roles muy diversos ya que reúne información física básica con señales emocionales, cognitivas y de motivación.

Mostramos en nuestro estudio que esta región cerebral específica, a la que se ha prestado poca atención hasta ahora, también juega un papel importante en la generación de la actividad crítica que da forma al cerebro en desarrollo. De hecho, crece más rápido que otras regiones del cerebro y forma conexiones con el resto del cerebro durante el último trimestre de gestación en el útero. Qué tan prematuro es un bebé y uso recreativo de drogas en el embarazo tienen un efecto adverso en esta región del cerebro.

La tasa de nacimientos prematuros está aumentando en muchos países europeos y especialmente en el Reino Unido, donde el número de bebés nacidos en 22-25 semanas de gestación y admitidos en cuidados intensivos en los últimos años ha aumentado en 44%.

Es más probable que estos bebés sobrevivan gracias a los avances modernos en la atención hospitalaria, pero están expuestos a un mayor riesgo de problemas de neurodesarrollo. Esto podría deberse a que nacieron demasiado pronto y su cerebro simplemente no está listo, ya que todavía está pasando por los pasos de desarrollo que deberían haber sucedido en el entorno protegido del útero. Como resultado, el cerebro prematuro es más susceptible a las lesiones que pueden conducir a discapacidades.

La conversaciónPor lo tanto, es de fundamental importancia entender cómo funciona el cerebro en desarrollo para informar el cuidado de esta población vulnerable. Y nuestros resultados pueden ofrecer nuevas y emocionantes oportunidades para monitorear cómo se desarrolla el cerebro y su actividad en los bebés prematuros y una nueva comprensión de cómo las lesiones tempranas finalmente conducen a discapacidades.

Acerca de los Autores

Lorenzo Fabrizi, investigador del MRC, UCL y Tomoki Arichi, profesor clínico principal en el Centro para el cerebro en desarrollo, el Kings College de Londres

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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