Las imágenes del cerebro de los niños muestran cómo el control cognitivo aumenta con la edad
A medida que el cerebro de un niño se desarrolla, se segrega más en unidades especializadas, pero al mismo tiempo, se integra más en su conjunto debido a conexiones de "centro" más fuertes. Estas estructuras cerebrales bien definidas y en red están directamente relacionadas con el desarrollo saludable de las funciones ejecutivas, como la capacidad de controlar los impulsos, mantenerse organizado y tomar decisiones.
En un nuevo estudio, publicado en la revista Biología actual, los investigadores pudieron mapear los cambios en el cerebro que subyacen a estas mejoras en la función ejecutiva. Los hallazgos también podrían conducir a la identificación de biomarcadores de desarrollo cerebral anormal que podrían predecir el riesgo de una persona de sufrir psicosis y trastornos importantes del estado de ánimo.
"Nos sorprendió descubrir que el perfeccionamiento del desarrollo de las redes cerebrales estructurales implicaba una mayor segregación modular e integración global, ya que los sistemas altamente modulares tienen el potencial de fragmentarse", dice Ted Satterthwaite, profesor asistente de psiquiatría en la Escuela de Medicina Perelman en la Universidad de Pennsylvania.
"Esta topología de red cada vez más modular pero globalmente integrada puede maximizar la eficiencia de la comunicación al tiempo que minimiza los costos de cableado en el cerebro".
El estudio sugiere que la arquitectura modular del cerebro es fundamental para el desarrollo de la cognición y el comportamiento complejos. De hecho, el grado en que mejora la función ejecutiva en una persona joven está directamente asociado con qué tan bien definida está su estructura de red modular.
Para el estudio, los investigadores se propusieron investigar el patrón de desarrollo normal de los módulos de redes estructurales y su relación con el funcionamiento ejecutivo. Los datos extrajeron de una gran muestra de 882 jóvenes de entre ocho y 22 años que se habían sometido a imágenes de difusión como parte de la Cohorte de neurodesarrollo de Filadelfia, un estudio comunitario del desarrollo cerebral que incluye datos cognitivos y de neuroimagen enriquecidos.
Como era de esperar, la función ejecutiva mejoró notablemente en los participantes del estudio con la edad. Un análisis de las imágenes del cerebro reveló una estructura modular cada vez más especializada y completamente integrada.
"El desarrollo de la arquitectura de red modular no resultó en la fragmentación del cerebro", explica el primer autor del estudio, Graham Baum, un Ph.D. candidato en la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pennsylvania.
“De hecho, la capacidad de comunicación de la red en general aumentó, debido al fortalecimiento de las conexiones específicas de 'hub' entre módulos. Estos resultados muestran que a medida que los niños crecen, su cerebro se segrega más en unidades especializadas, pero también más integrado en su conjunto ".
Los hallazgos sugieren que una arquitectura de red globalmente integrada puede ser fundamental para respaldar el procesamiento especializado y reducir la interferencia entre los sistemas cerebrales.
Los investigadores dicen que ahora están combinando técnicas de imágenes estructurales y funcionales para examinar cómo las redes cerebrales estructurales restringen y dan forma a las redes cerebrales funcionales y los patrones de activación. También realizarán investigaciones para determinar si esta información puede ayudar a predecir la aparición de trastornos psiquiátricos en los niños años después.
Fuente: Cell Press
