Fertilizante Cerebral para mejorar la Plasticidad Neuronal

El factor neurotrófico derivado del cerebro se ha mostrado ser una de las neurotrofinas más importantes en procesos como el aprendizaje, la memoria y el pensamiento.   También se ha visto que unos niveles inapropiados de esta sustancia hace que se den enfermedades, disfunción cognitiva y problemas del estado de ánimo.

A continuación entraremos con más detalle sobre qué hace exactamente esta proteína, algunos de los trastornos en los que se la ha relacionado, su mecanismo de acción y la importancia de la realización de actividad física para tener unos buenos niveles del factor.

¿Qué es el factor neurotrófico derivado del cerebro?

El factor neurotrófico derivado del cerebro, más conocido por sus siglas en inglés BDNF (brain-derived neurotrophic factor), es una proteína, cuyo gen se encuentra en el cromosoma 11, que resulta ser la neurotrofina que tiene mayor expresión en el cerebro de los mamíferos, en especial en la corteza cerebral y el hipocampo.

Estas neurotrofinas tienen un papel muy importante durante el desarrollo del cerebro, y continúan ejerciendo su acción en la plasticidad del sistema nervioso una vez este ha alcanzado la madurez.

Se ha visto que ejercen un importante papel en procesos como la neurogénesis, el mantenimiento y saneamiento de la función de las neuronas y su integridad estructural. De hecho, Mark Tuszynski, de la Universidad de California, demostró que éste era uno de los factores que, en modelos animales, evitaba la muerte neuronal cuando se produce una lesión cerebral.

Función del BDNF en el sistema nervioso

El factor neurotrófico actúa en ciertas neuronas del sistema nervioso central y, también, en el periférico, ayudando a que las neuronas en estos lugares puedan sobrevivir. Además, facilita su crecimiento y diferenciación.

Esta sustancia es especialmente activa en partes del sistema nervioso central, concretamente la corteza cerebral, el hipocampo y la parte más basal del cerebro. Estas áreas están implicadas en procesos cognitivos como la memoria, el aprendizaje y el pensamiento. También se ha visto que se puede encontrar en lugares como la retina, los riñones, las neuronas motoras, el músculo esquelético, la próstata e incluso en la saliva.

El factor neurotrófico derivado del cerebro ejerce un importante rol en la memoria a largo plazo. Aunque sí es cierto que una amplia cantidad de neuronas en el cerebro de los mamíferos se forman durante el estado embrionario, partes del cerebro del individuo, cuando este ya es adulto, tienen la habilidad de generar nuevas neuronas a partir de células madre neurales. Este proceso es el que se conoce por neurogénesis. Los neurotróficos ayudan a estimular y controlar este proceso, siendo el BDNF el más importante.

 ¿Cómo almacena los recuerdos el cerebro humano?"

Lo que comúnmente conocemos como memoria (recordar algo) suele ser un concepto general, porque se suele hablar de la memoria a largo plazo.

Pero existen otros tipos de memoria, como la memoria a corto plazo y la memoria sensorial, que participan en la formación de esta memoria más duradera. De hecho, a través de varias décadas de investigación científica, se sabe que estas distintas variedades de memoria siguen lógicas diferentes y se fundamentan en partes diferenciadas del cerebro. Veamos cuáles son sus características. 

Si nos ponemos a reflexionar sobre las capacidades del ser humano, es muy posible de que lleguemos a la conclusión de que nuestra especie se caracteriza por tener una buena memoria. Cada día aprendemos y memorizamos cosas sobre el entorno en el que vivimos: quién es el nuevo presidente de un país lejano, dónde podemos encontrar un parque nacional cuyas fotos nos han sorprendido, cuál es el significado de una palabra que desconocíamos, etc.

Comparada con la nuestra, la memoria del resto de animales parece empequeñecerse. A fin de cuentas, no disponen de un lenguaje a partir del cual memorizar conceptos complejos y que hacen referencia a elementos que no han visto directamente. Pero... ¿seguro que la memoria es solo eso? A fin de cuentas, muchas aves migratorias memorizan los lugares por los que han de pasar para recorrer miles de kilómetros cada año en su viaje de Norte a Sur y viceversa. Del mismo modo, los salmones memorizan el punto de un río en el que hay que desovar y llegan allí, después de mucho esfuerzo y de haber pasado mucho tiempo en el mar. ¿Acaso no son estos ejemplos muestras de que existen diferentes tipos de memoria? 

Los distintos tipos de memoria tienen su forma particular de funcionamiento, pero todas cooperan en el proceso de memorización. La memoria nos ayuda a adaptarnos al entorno y nos marca para definir quiénes somos; nuestra identidad. Sin ella seríamos incapaces de aprender, ni podríamos darle sentido a nuestro alrededor ni a nosotros mismos.

Por otro lado, la información que "archiva" la memoria no queda almacenada sin ser alterada; se modifica constantemente, aunque no nos demos cuenta de ello. Sin embargo, los contenidos que memorizamos son alterados a través de procesos mentales algo diferentes, del mismo modo en el que son asimilados e interiorizados por el cerebro de diferentes maneras.

Pero, ¿qué tipos de memoria existen? ¿cuáles son las fases de la memoria? A continuación responderemos a estas preguntas y explicaremos cómo funciona la memoria humana y cómo ésta nos permite recordar sucesos, datos, experiencias y emociones que hemos vivido en el pasado.  Uno de sus logros más destacados fue la demostración de que las funciones mentales superiores podían estudiarse en el laboratorio de manera científica. También concluyó que existía una “curva del olvido”, que muestra el deterioro de la memoria con el paso del tiempo desde el momento del aprendizaje. Además, formuló un modelo teórico en el que defendió que el mecanismo de la memoria requiere de repetición, para que los datos que recordamos se asocien entre sí. 

Ebbinghaus consiguió que su enfoque fuera utilizado durante muchas décadas, lo que se denominó “la tradición del aprendizaje verbal”, pero en 1932, Sir Frederick Barlett inició sus estudios sobre el funcionamiento de la memoria en ambientes naturales (Ebbinghaus realizó sus estudios sobre la memoria en el laboratorio), dando lugar a un nuevo paradigma. Barlett, en vez de utilizar sílabas sin sentido, utilizó historias, e introdujo la teoría de los esquemas a sus investigaciones para explicar su influencia en los recuerdos. Además, propuso que los seres humanos recuerdan mediante una impresión general con algunos detalles, y que a partir de tales componentes construyen una versión considerada como próxima a la original; la memoria funciona con esquemas, no con réplicas fieles. Pese a que fue criticado por su poco rigor metodológico y estadístico, destaca por su adherencia a la teoría constructivista de la memoria y por sus aportaciones sobre la formación cultural de la memoria. 

Dos décadas más tarde, en 1956, George Miller demostró que las personas pueden retener de 5 a 7 elementos a la vez en la memoria a corto plazo. Estos elementos pueden ser una letra simple, un número, una palabra o una idea. En la actualidad, existe cierto consenso en la psicología cognitiva al afirmar que una persona interpreta la información gracias a sus conocimientos previos, y así construye sus recuerdos. Por eso es importante destacar que no todos los hechos vividos se almacenan, pues existe una selección de los hechos relevantes, y lo que no interesa se elimina. Además, los hechos vividos sufren un proceso de estructuración e interpretación y, por tanto, lo que se recuerda es una realidad percibida.

Los expertos en el estudio de la memoria están de acuerdo en que en el proceso de memoria no solamente está implicada la corteza cerebral, sino que otras zonas cerebrales también participan en este proceso, por ejemplo el sistema límbico. También se ha demostrado que el hemisferio izquierdo procesa la información verbal, y el derecho, la visual. La capacidad de retención de palabras es menor que la de recordar imágenes. 

Mecanismo de acción

El #BDNF se enlaza con al menos dos receptores de la superficie de las células, los cuales son capaces de responder a este factor de crecimiento: el Track B (TrkB) y el receptor de baja afinidad para el factor de crecimiento nervioso (LNGFR). El factor neurotrófico modula la actividad de varios receptores de neurotransmisores, incluyendo receptores nicotínicos.

1. TrkB

El TrkB está codificado por el gen NTRK2. La activación de la vía BDNF-TrkB es importante para el desarrollo de la memoria a corto plazo y el crecimiento neuronal.

2. LNGFR

No se tiene muy clara cómo es la interacción entre el BDNF y el receptor LNGFR. Las investigaciones han apuntado que esta interacción es la que estaría detrás de la inhibición de la muerte neuronal.

Habilidades cognitivas

El vivir en entornos que disponen de múltiples estímulos cognitivos, además de llevar un estilo de vida activo físicamente, se ha relacionado con tener una buena función cognitiva en general. La estimulación cognitiva, física y visual se traduce en un mayor funcionamiento neuronal, incrementando la comunicación sináptica entre las neuronas, lo cual implica cambios tanto en la estructura como en la química cerebral.

Los estímulos sensoriales son primeramente procesados por el córtex antes de llegar al hipocampo. La expresión del BDNF se ve potenciada en entornos con riqueza en estímulos cognitivos, lo cual se le ha atribuido ser el causante de que se tenga una mejor memoria y capacidad de aprendizaje. Este factor haría que se generaran más sinapsis (sinaptogénesis), dendritas (dendritogénesis) y, como ya íbamos comentando, mayor neurogénesis.

De la misma manera que el factor neurotrófico derivado del cerebro se ha asociado con una mejor capacidad cognitiva y estar detrás de procesos como el aprendizaje, la memoria y el pensamiento, era inevitable observar en qué medida este factor puede encontrarse ausente en enfermedades neurodegenerativas y trastornos psiquiátricos. A continuación veremos unos cuantos.

1. Esquizofrenia

El hecho de que el #BDNF sea una sustancia crucial para la supervivencia del sistema nervioso central y periférico, especialmente en relación con la sinaptogénesis durante y después del desarrollo embrionario, ha hecho que se relacione con la esquizofrenia.

Se ha visto que las personas con el diagnóstico presentan menores cantidades del factor en el córtex prefrontal dorsolateral, una área relacionada con la memoria de trabajo.

2. Depresión

Se ha relacionado tener altos niveles de corticosterona, hormona del estrés, con una reducción en la expresión del #BDNF en modelos animales, implicando una atrofiación del hipocampo.

Una disminución en la actividad del hipocampo y otras estructuras límbicas se ha relacionado con problemas del estado del ánimo, en especial con sufrir depresión crónica.

Por otro lado, se ha visto que el neurotransmisor glutamato, el déficit calórico, la estimulación intelectual y el voluntario, además de los antidepresivos, incrementan la expresión del #BDNF en el cerebro y reducen la sintomatología depresiva.

3. Envejecimiento

Los niveles de BDNF se encuentran muy regulados durante la vida de las personas, tanto en las primeras etapas como en las más tardías de sus vidas.

Como ya hemos visto en notas anteriores, el factor neurotrófico derivado del cerebro se muestra como una sustancia crítica en el desarrollo cerebral tanto antes como después del período prenatal. A medida que vamos envejeciendo, los niveles de #BDNF van reduciéndose en los tejidos cerebrales.

El BDNF y el ejercicio físico

En modelos animales, especialmente con ratas, se ha observado que el llevar a cabo actividad física moderada, como correr un kilómetro por día, hacía que se incrementaran los niveles de BDNF en el hipocampo.

Estos cambios en los niveles del factor se han visto especialmente significativos en neuronas del giro dentado, el hilus y la región CA3 y se manifiestan pasados apenas unos días. Otras regiones en las que se encontraron cambios fueron en el cerebelo, la corteza cerebral y la médula espinal lumbar.

Las investigaciones llevadas a cabo con humanos han visto que la realización de actividad física ayuda a mantener e, incluso, mejorar la plasticidad cerebral, característica muy propia del hipocampo. Funciones superiores como el aprendizaje o la memoria se ven beneficiadas al realizar hábitos saludables como caminar treinta minutos diarios, realizar cualquier deporte o, y especialmente, correr. El ejercicio induce a una mayor expresión génica del BDNF.