Firma invitadaLo que aprenden los niños es muy diferente de cómo aprenden los adultos. ¿Quién no ha envidiado la velocidad y la aparente facilidad con la que un niño adquiere un nuevo idioma? La capacidad de nuestro cerebro para crear un mapa auditivo del mundo exterior se desarrolla en gran parte durante la niñez.
Por ejemplo, los niños criados en un entorno de habla inglesa distinguirán fácilmente entre los fonemas la y ra. Por el contrario, a los niños que crecen en Japón les resultará cada vez más difícil distinguir estos dos fonemas, ya que no están presentes en el idioma japonés. Por lo tanto, su cerebro no ha sido esculpido en consecuencia.
La conformación de los circuitos neuronales responsables de la comprensión de tales diferencias perceptivas tiene lugar durante ventanas de tiempo de plasticidad mejorada: se las conoce como períodos críticos para la plasticidad.
Los períodos críticos son características específicas
Estudios anteriores han demostrado que el cerebro está muy moldeado por los sonidos a los que está expuesto justo después de que comienza a tener la capacidad de escuchar, pero solo si estos sonidos son los más simples, es decir, que contienen solo un componente de frecuencia (Barkat et al., 2011).
Lo que no quedó claro es si la exposición a sonidos más complejos podría cambiar igualmente el cerebro y potencialmente incluso en una etapa posterior.
Los sonidos complejos son, por ejemplo, barridos de frecuencia en los que la frecuencia del sonido no es constante, como en los sonidos más simples, sino que aumenta (barridos hacia arriba) o disminuye (barridos hacia abajo) con el tiempo. La capacidad de percibir tales barridos de frecuencia es importante para la comprensión del habla y de la música en general.
Para abordar esta pregunta, mi grupo de investigación en el Brain & Sound Lab de la Universidad de Basilea utilizó un conjunto completo de métodos, que incluyen electrofisiología multicanal, optogenética, inmunohistoquímica y ensayos de comportamiento.
Lo que aprendimos es que la exposición a barridos de frecuencia puede, de hecho, esculpir el cerebro, pero solo si la exposición ocurre mucho más tarde en el desarrollo y hasta bien entrada la adolescencia, lo que corresponde a personas de hasta 16 años.
Esto demuestra que el cerebro es maleable a diferentes características en distintas ventanas de tiempo. O, para decirlo de otra manera, el cerebro tiene numerosos períodos críticos que son específicos y asincrónicos (Bhumika et al., 2020).
Al identificar los mecanismos que controlan tales períodos críticos, podemos controlar la plasticidad cerebral de formas muy específicas, independientemente del programa de desarrollo postnatal de las cortezas sensoriales (Nakamura et al., 2020).
Restableciendo la plasticidad en el cerebro adulto
¿Para qué se podría utilizar este conocimiento? La identificación de los mecanismos que permiten tal plasticidad en un cerebro en desarrollo abre nuevas vías para la investigación traslacional.
Digamos que podría inspirar nuevas estrategias para restablecer la plasticidad en adultos que padecen anomalías auditivas. Por ejemplo, se sabe, a partir de estudios en humanos, que un mal juicio de la dirección del barrido de frecuencia conduce a una disminución del juicio lingüístico y emocional, como lo que se puede observar en el autismo.
Se podría especular con que la activación de los mecanismos responsables de la plasticidad mejorada durante el período crítico de los barridos de frecuencia, podría ayudar a los adultos autistas a aumentar su percepción de las emociones, únicamente mejorando su capacidad auditiva.
Pero también en otros aspectos este conocimiento podría ser relevante. Comprender que nuestro entorno auditivo modifica continuamente la función cerebral hasta bien entrada la adolescencia, podría permitirnos plantear preguntas más generales.
Por ejemplo, podemos preguntarnos si los entornos auditivos muy ruidosos de las aulas escolares, en los que nuestros hijos pasan tantas horas, son apropiados para un desarrollo cerebral adecuado.
Si se toman en serio, este tipo de preocupaciones podrían tener un impacto en las políticas educativas y potencialmente incluso influir en los desarrollos de las infraestructuras.
(*) Tania Barkat es catedrática de Neurociencias en la Universidad de Basilea. Este artículo se publicó originalmente en el blog Sci Five de la citada universidad. Se reproduce con autorización.
Foto: Victoria Borodinova, pixabay.
Referencias
A critical period for auditory thalamocortical connectivity. Tania Rinaldi Barkat, Daniel B Polley & Takao K Hensch. Nature Neuroscience volume 14, pages1189–1194(2011). DOI:https://doi.org/10.1038/nn.2882
A Late Critical Period for Frequency Modulated Sweeps in the Mouse Auditory System. Stitipragyan Bhumika et al. Cerebral Cortex, Volume 30, Issue 4, April 2020, Pages 2586–2599. DOI:https://doi.org/10.1093/cercor/bhz262.
Sequential Organization of Critical Periods in the Mouse Auditory System. Mari Nakamura et al. Cell Reports, Volume 32, Issue 8, 25 August 2020, 108070. DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108070
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