abril 30, 2017

La Sustancia Blanca y la Sustancia Gris del Cerebro





El cerebro humano es una estructura compleja. Si lo observamos desde el exterior, vemos una masa gelatinosa de un color aproximadamente grisáceo, con numerosas protuberancias, surcos y circunvoluciones que recubren su superficie. En su interior, sin embargo, puede observarse una serie de estructuras de un color más blanquecino.

Las neuronas que conforman el cerebro tienen diferentes partes con diferentes funciones, habiéndose delimitado la existencia de dos tipos de materias o sustancias a lo largo de todo el sistema nervioso: la sustancia gris y la sustancia blanca.

La materia blanca está compuesta principalmente por las prolongaciones axónicas con mielina y la materia gris por los cuerpos neuronales y las prolongaciones sin mielina (dendritas, axones amielínicos y teledendrón).

La materia blanca principalmente tiene la función de transportar la información nerviosa, mientras que la materia gris además la puede procesar y almacenar. La materia gris es la responsable de elaborar las respuestas adecuadas a los diferentes estímulos (forma parte del modulador).


La sustancia blanca

La sustancia blanca está compuesta por las fibras nerviosas mielinizadas o axones de las neuronas. Se encuentra en las estructuras centrales del cerebro, como el tálamo y el hipotálamo, y entre el tronco encefálico y el cerebelo.

Los axones están protegidos por la vaina de mielina, que les proporciona aislamiento de los procesos eléctricos y les permite transmitir las señales nerviosas más rápidamente. La mielina también es responsable de la apariencia blanca de esta sustancia.

Características de la sustancia blanca

La sustancia blanca es un tejido de color blanquecino que forma parte del sistema nervioso central. Se sitúa principalmente en la médula espinal y está formada por las prolongaciones de las neuronas que transportan las señales eléctricas hasta regiones sinápticas y por células gliales.

La sustancia blanca se caracteriza principalmente por ser una región cerebral que no contiene núcleos de neuronas.

La materia blanca, es tan abundante, que constituye más de la mitad del cerebro. Mirándola en detalle, está compuesta básicamente por todo un cableado de fibras nerviosas recubiertas por una substancia blanca, llamada mielina. A semejanza del enredo de líneas telefónicas de una ciudad, estos cables conectan las neuronas de una región cerebral a otra, lo que es fundamental, ya que el cerebro funciona como un todo.

El papel de la sustancia blanca consiste en garantizar una buena circulación de las informaciones en el sistema nervioso y conectar diferentes regiones del cerebro. Por este motivo, la sustancia blanca se caracteriza por contener elevadas cantidades de mielina.

Mielina

La mielina no es una sustancia homogénea, ya que al observarla al microscopio presenta algunas peculiaridades estructurales que le son características. Cuando por primera vez los histólogos comenzaron a observar las neuronas, hace más de una centuria, constataron que estas extendían largas fibras, llamadas axones, que iban conectando a las neuronas entre sí. Constataron que cada fibra o axón se iba recubriendo con una gruesa capa de un gel cristalino, lo que parecía que tenía por objeto aislar los axones, en la misma forma que los electricistas lo hacían con los alambres eléctricos de cobre.


Sin embargo muchos de ellos, especialmente los axones más pequeños, quedaban al desnudo. Por otra parte, en los axones largos, el recubrimiento de mielina no es continuo. Cada ciertos espacios y muy regularmente, quedaban trechos de aproximadamente un milímetro de longitud, sin recubrir. Ellos pasaron a denominarse "Nódulos de Ranvier", ya que fue el anatomista francés, Louis-Antoine Ranvier, quién primero los describió.


Se ha llegado a establecer que la mielina que recubre los axones  es producida y puesta sobre el axón en capas por las células gliales, que son incluso más numerosas que las neuronas. De ellas existen varios tipos. Algunas tienen una estructura semejante a un pulpo y se las ha denominado oligodendrocitos. Ellos son los que van recubriendo los axones, aislándolos, de modo que las señales eléctricas transportadas no se pueden escapar. Cuando estas llegan a un nódulo, saltan al siguiente. En los nervios, ya fuera del cerebro y la médula espinal, existe otro tipo de células gliales en forma de salchicha, llamadas células de Schwann, que son las que allí forman la mielina.

Sin la mielina, las señales se filtrarían y disiparían. Para lograr una máxima velocidad de conducción, el grosor del aislante debe ser estrictamente proporcional al diámetro de la fibra nerviosa que recubren. No se ha descubierto cómo los oligodendrocitos saben cuántas capas de aislante se deben colocar según sea el grosor del axón (pueden variar de 10 a 100). Sin embargo recientemente se ha descrito que las células de Schwann son capaces de detectar una proteína llamada neuroregulín, que regularía el número de capas de mielina necesarias en cada caso.


Mielinización en el cerebro del adolescente

El proceso de recubrimiento de los axones con la mielina, se va produciendo en diferentes edades. Al nacimiento la mielina se observa sólo en pocas regiones del cerebro y desde entonces comienza a extenderse el proceso hasta alcanzar su máximo entre los 25 a 30 años de edad. Por estudios realizados por Imágenes de Resonancia Magnética se ha comprobado que durante la adolescencia es cuando se produce la mielinización, que va sucediendo por ondas, que comienzan desde la corteza cerebral posterior y se va extendiendo hasta alcanzar la región frontal, siendo esta la última en mielinizarse. Precisamente la región frontal es la responsable de los altos procesos de razonamiento, de planificación y de juicio. Por ello muchos investigadores piensan que la mielinización es la que condiciona la madurez definitiva cerebral.

De este modo durante la adolescencia, además del crecimiento del volumen cerebral, también se va produciendo una organización de la materia blanca. Durante el periodo de la adolescencia se van engrosando progresivamente las conexiones neuronales de las diferentes regiones cerebrales, cubriéndose con una capa protectora de mielina cada vez de mayor grosor. Es por ello que los adultos se comportan de un modo diferente a los adolescentes, ya que en la medida que el cerebro madura, va integrando la información que está recibiendo desde diferentes regiones. El cerebro del adolescente, se conecta sólo con conexiones locales, a diferencia del cerebro del adulto que lo hace con zonas distantes y más distribuidas. Es por ello que los adolescentes no controlan los impulsos como los adultos, no debiendo mirársele al mismo nivel que ellos. Tal vez por ello es que los adolescentes son más propensos a comportamientos erráticos, no visualizando las consecuencias futuras de sus actos, ni evaluando los posibles riesgos.

En resumen, muchos investigadores están de acuerdo que el cerebro del adolescente no ha alcanzado la madurez y que sus respuestas son diferentes a las del adulto, especialmente en lo que concierne al lóbulo frontal. Es que el desarrollo cerebral se alcanza con el total engrosamiento y recubrimiento de los axones, lo que es propio del adulto joven. Es a esta edad cuando la experiencia continuaría estimulando el crecimiento de los axones y sus ramificaciones. Cuando los axones van alcanzando su mielinización definitiva, las anomalías del comportamiento van siendo más limitadas.


Estructura de la sustancia blanca

Tanto dentro como fuera del sistema nervioso central, la sustancia blanca se organiza en forma de conjuntos de fibras nerviosas. Los denominados tractos o fibras nerviosas de proyección envían la información procesada por la materia gris a las diferentes regiones corporales situadas fuera del encéfalo.

Un segundo tipo de fibras de sustancia blanca son las fibras de asociación que conectan diferentes regiones cerebrales del mismo hemisferio. El tercer y último tipo corresponde a las comisuras inter-hemisféricas, que conectan estructuras de diferentes hemisferios.

Dentro del cerebro existen una gran cantidad de estructuras configuradas principalmente por sustancia blanca. Una de las más visibles y destacables es el cuerpo calloso, una de las comisuras inter-hemisféricas, de gran relevancia que une los dos hemisferios cerebrales y transmite la información entre ellos.

Se sabe que la estructura de la materia blanca puede cambiar como resultado del ejercicio, por la lectura o por diversos entrenamientos cerebrales. Se conoce como la plasticidad cerebral.


Funciones de la sustancia blanca

La sustancia blanca permite la comunicación entre la materia gris y las otras partes del cuerpo. Transmite la información de las diferentes partes del cuerpo hacia la corteza cerebral. También controla las funciones de las que el cuerpo no es consciente, como la temperatura, la sangre de presión y el ritmo cardíaco. Se encarga de liberar las hormonas y gestiona el control del hambre y la sed, y también de las emociones.

Por mucho tiempo los investigadores habían mirado en menos la sustancia blanca cerebral y consideraban que su función era solo pasiva, y que la mielina que le daba el color, era una proteína que envolvía los cables que conectaban las neuronas, actuando allí como un aislante, lo que es cierto. Según ellos, el proceso del aprendizaje, la memoria y todas las funciones cerebrales, correspondían a acciones moleculares que ocurrían sólo dentro de las neuronas, lo que también es cierto.

Se puede determinar que la sustancia blanca se encarga de coordinar la comunicación entre los diferentes sistemas del organismo humano. Este hecho implica tanto el funcionamiento de regiones de dentro y de fuera del cerebro. Es por este motivo por el que en la sustancia blanca predominan los axones de las neuronas, ya que es la parte capaz de transmitir la información hacía otra neurona.


La sustancia blanca actúa como puente de comunicación entre diferentes regiones del cerebro que contienen las células de las neuronas. Estas zonas del cerebro son, en esencia, autopistas neuronales, zonas de comunicación y transmisión de información entre regiones del cerebro.

Recientemente se ha descubierto que la sustancia blanca tiene más funciones que las que se creía en un principio, como por ejemplo la construcción de redes neuronales veloces que ayudan en el proceso de la memoria, el aprendizaje y en general nuestros recursos cognitivos en el desarrollo de la inteligencia.

Es así como nuevas experiencias han demostrado que la sustancia blanca sufre modificaciones frente a factores ambientales y varía en las personas en la medida que estas adquieren diferentes experiencias o desarrollan determinadas habilidades, como por ejemplo, aprender a tocar el piano. Es decir, que la sustancia blanca experimenta cambios cuando la sustancia gris desarrolla nuevas actividades, ya sean mentales o sociales.

La sustancia blanca guarda una estrecha relación con los procesos cognitivos y emocionales, y en la actualidad se reconoce que es un elemento importante en el desempeño de tales acciones.

De forma concreta, las redes neurales que genera la sustancia blanca parecen estar muy vinculadas en las actividades de memorización y aprendizaje. Así mismo, participan en la gestión de los recursos cognitivos y las funciones ejecutivas.

Hoy en día se interpreta que la sustancia blanca es un elemento muy importante del cerebro que afecta en gran medida al desarrollo y al uso de las capacidades intelectuales de las personas.


Trastornos de la sustancia blanca

En los últimos tiempos diversos neurocientíficos han encontrando evidencias circunstanciales que llevan a pensar que no sólo la materia gris es la culpable de algunas enfermedades mentales, sino también intervienen en ellas las anormalidades de la materia blanca. Existen numerosos trastornos de carácter neurológico producidos por daños en las estructuras del cerebro. Se piensa que las anomalías de la sustancia blanca, por defectos en la mielinización, afectarían las conexiones interneuronales.

Dislexia

Los pacientes con dislexia presentan reducciones en los volúmenes de sustancia blanca. La dislexia es debida en último término, a una alteración en la trasmisión, alterando los tiempos en el sistema de circuitos conectados, requeridos para leer correctamente. Es así como imágenes cerebrales de escaneo cerebral han revelado disminuciones en la materia blanca precisamente en esas vías. Hay una fuerte evidencia de un síndrome de disfunción de las áreas corticales correspondientes para la lectura y la ortografía.

Déficit de atención

Un menor volumen de sustancia blanca frontal derecha se correlaciona con una variación en la atención sostenida de niños que presentan trastorno por déficit de atención.

Deterioro cognitivo en la velocidad de procesamiento de la información

La función ejecutiva es un conjunto de operaciones cognoscitivas sustentadas por la actividad de los sistemas más complejos de los lóbulos frontales. Estas operaciones se encargan de la programación, la fijación de metas, la clasificación, la iniciación, la ejecución, la vigilancia, los cambios flexibles y la confrontación de todas las funciones mentales.

La memoria episódica representa eventos o sucesos relativos a detalles de situaciones vividas. Son recuerdos de momentos y lugares en que se presentaron los eventos y que sirven para organizarlos. Generalmente, se contrapone a la memoria semántica. Esta se almacenaría los significados de las palabras y de las relaciones de significados; la organización y recuperación de la información se lleva a cabo a partir de su significado, mientras que la memoria episódica no interviene en su organización y recuperación.

La disminución en la velocidad de procesamiento implica mayor ineficacia en todas las tareas a las que se enfrenta el resto de las funciones superiores como consecuencia de una codificación menos eficaz de los estímulos.

Teniendo en cuenta que la velocidad de procesamiento se debe en gran medida a la presencia de mielina y la necesidad de que la información viaje de forma efectiva y eficiente para poder coordinar nuestras acciones, la presencia de daños en la sustancia blanca puede causar trastornos como los siguientes: cansancio, lentitud psicomotora, descoordinación y debilidad muscular, visión borrosa, dificultad de recuerdo, déficit en funciones ejecutivas y de las capacidades intelectuales, son algunos de los síntomas frecuentes del mal funcionamiento de la sustancia blanca.

Esquizofrenia

La esquizofrenia se debería a una conectividad anormal. Los antecedentes son de diverso índole. En los últimos años se han publicado más de 20 trabajos de investigaciones que concluyen que la sustancia blanca en los esquizofrénicos se presenta anómala en varias regiones del cerebro. En ella habría un menor número de oligodendrocitos. También se ha demostrado, comparando genes mediante chips, que aquellos relacionados con esquizofrenia, son los mismos que están comprometidos con la formación de la mielina.

Otros trastornos

Finalmente, por medio de la técnica de ADHD, se ha visto que las anormalidades de la sustancia blanca también se asocian a los desórdenes bipolares, como también a las alteraciones del lenguaje, al autismo, a la declinación cognitiva propia de la edad y al Alzheimer. Algunos de los trastornos que afectan o se ven afectados por la sustancia blanca son la esclerosis múltiple, en la que una inflamación de la sustancia blanca va produciendo una desmielinización de las neuronas.

Es muy posible que en la medida que avance el conocimiento, se continúe confirmando disfuncionalidades que se traducen en enfermedades cerebrales por alteraciones, tanto de la materia gris como de la materia blanca.


La sustancia gris

La sustancia gris (o materia gris) es un componente esencial del Sistema Nervioso Central, y está formada por los cuerpos neuronales y los neuropilos  región comprendida entre varios cuerpos celulares o somas . Se compone de terminales axónicos, dendritas y células gliales. Lo que diferencia a la materia gris de la blanca es que la primera no tiene ninguna capa de mielina.

La sustancia gris debe su color a los núcleos grises que componen las células. En tejido vivo, la materia gris en realidad tiene un color gris muy claro con tonalidades amarillentas o rosadas, que provienen de capilar de los vasos sanguíneos y los cuerpos de las células neuronales.

Ocupa aproximadamente el 40% de todo el cerebro en los seres humanos, y consume 94% del oxígeno.

La sustancia gris corresponde al lugar donde se elaboran los cálculos mentales y se almacenan los recuerdos. Constituye la capa superficial del cerebro; consta de somas neuronales densamente agrupados, la parte con capacidad de decisión de las neuronas.

Función de la sustancia gris

La materia gris contiene la mayor parte de los cuerpos neuronales del cerebro. Se encuentra en las regiones del cerebro implicadas en el control muscular y la percepción sensorial como ver y oír, la memoria, las emociones, el habla, la toma de decisiones y el autocontrol.

La función de la materia gris es recibir los mensajes, revisar la información y preparar las respuestas. Algunas enfermedades (como la enfermedad de Alzheimer) son causadas por lesiones en la sustancia gris de la corteza.

La materia gris en la médula espinal se divide en tres columnas :

* La columna gris anterior: contiene neuronas motoras. Estas células son responsables del movimiento de los músculos.

* La columna gris posterior: contiene los puntos de sinapsis de las neuronas sensoriales. Estos reciben la información sensorial del cuerpo, incluyendo el tacto fino, la propiocepción y la vibración. Esta información se envía desde los receptores de la piel, los huesos y articulaciones a través de las neuronas sensoriales cuyos cuerpos celulares se encuentran en el ganglio de la raíz dorsal. Esta información se transmite a continuación, en los axones hasta la médula espinal, incluyendo la columna dorsal-medial y el tracto espinotalámico.

* La columna gris lateral: es la tercera columna de la médula espinal.

La materia gris de la médula espinal se puede dividir en diferentes capas, llamadas láminas Rexed.

Es en la materia gris donde se guarda toda la información computacional, y en la que reside la memoria y la inteligencia. Ella está compuesta por un denso tejido celular de neuronas, que deciden toda la actividad cerebral.


Comparativa entre sustancia blanca y sustancia gris

* La sustancia gris se compone de los cuerpos de las células nerviosas, y la sustancia blanca está compuesta por sus fibras.

* A diferencia de la sustancia blanca, las neuronas de la sustancia gris no tienen axones extendidos.

* La sustancia gris ocupa 40% del cerebro, mientras que la sustancia blanca ocupa el 60% del cerebro.

* La sustancia gris tiene un color gris debido a los núcleos grises de las células. La mielina es responsable de la apariencia blanca de la sustancia blanca.

* El procesamiento de la información se realiza en la materia gris, mientras que la materia blanca permite la comunicación entre las distintas zonas de la materia gris, y entre la materia gris y las otras partes del cuerpo.

* La sustancia gris no tiene vainas de mielina, mientras que la sustancia blanca está mielinizada.

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Investigación

La sustancia blanca del cerebro humano funciona como un 'andamio'

Investigadores de la Universidad del Sur de Carolina en un estudio, publicado en Frontiers in Human Neuroscience en febrero 2014, han identificado cómo funcionan las redes cerebrales y, concretamente el papel de la materia blanca, que califican como el 'andamio' del cerebro humano, al actuar como una red fundamental de comunicaciones que apoya la función cerebral.

Los investigadores estudiaron mediante resonancias magnéticas a 110 personas, y simularon los efectos de daño en cada vía de la materia blanca. Así, encontraron que las áreas más significativas de la materia blanca y gris no siempre se superponen. Han observado cómo todas las conexiones cerebrales no son igualmente importantes.

El trabajo ha mostrado no solo un primer mapa de las vías centrales de la materia blanca del cerebro, sino también las conexiones que pueden ser más vulnerables a los daños y lleva a pensar que este descubrimiento puede tener importantes implicaciones para la comprensión de las lesiones cerebrales y determinadas enfermedades.

Del mismo modo que cuando se quita la conexión a Internet no se recibirá correo electrónico, existen vías de la materia blanca que dan lugar a fallos de comunicación a gran escala en el cerebro cuando está dañado, concluyen los investigadores.


El alcoholismo produce daños a la materia blanca del cerebro

Según un estudio realizado por investigadores la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston, publicado en la edición en línea de la revista Alcoholism: Clinical & Experimental Research de novembre 2014, el alcoholismo daña la materia blanca en todo el cerebro y este daño puede detectarse con escáneres cerebrales.

Beber mucho podría producir daños especialmente a la materia blanca de las áreas frontales del cerebro, lo que interfiere con el control del impulso necesario para dejar de beber.

Los investigadores usaron escáneres de resonancia magnética estructural de alta resolución para comparar los cerebros de 20 personas que bebían poco y de 31 alcohólicos abstemios que bebieron durante un promedio de 25 años y que habían estado sobrios durante unos 5 años. Los ex alcohólicos mostraron reducciones en las vías de la materia blanca a lo largo de todo el cerebro en comparación con las personas sanas que bebían poco.

Esto significa que las vías que permiten comunicarse de forma eficiente y efectiva a las diferentes partes del cerebro quedan afectadas por el alcoholismo, cuanto más se bebe, mayor es el daño producido en estructuras clave del cerebro, como, en particular, el giro frontal inferior. Esta parte del cerebro media en el control inhibidor y la toma de decisiones. Parece que algunas de las áreas del cerebro más afectadas por el alcohol son importantes para el autocontrol y el juicio, las mismas cosas que se requieren para recuperarse del mal uso del alcohol. Cuanto más tiempo se hace un mal uso del alcohol más probabilidades se tienen de que el daño sea permanente.


El insomnio podría ser la consecuencia de un daño en las conexiones cerebrales

Investigadores del Hospital Provincial Nº 2 de Cantón (China) en un estudio publicado en la revista Radiology en abril 2016, han identificado que los pacientes con insomnio presentan alteraciones en las fibras de la sustancia blanca cerebral, sugiriendo un posible origen neurológico del trastorno.

Si bien el insomnio es un trastorno muy prevalente, sus causas y consecuencias permanecen desconocidas. Y en este contexto, las fibras de la materia blanca son haces de axones neuronales que conectan las distintas partes del cerebro, por lo que un daño en estas fibras supone una interrupción de las comunicaciones cerebrales.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores contaron con la participación de 23 pacientes con insomnio y 30 voluntarios sanos que cumplimentaron distintos cuestionarios para evaluar su salud mental y sus patrones de sueño.

Los resultados mostraron que, comparados frente a los sujetos normales, los pacientes con insomnio tenían alteraciones de la sustancia blanca en distintas regiones cerebrales, caso del tálamo  la región cerebral implicada en la regulación del sueño y la vigilia.

Los daños observados en las fibras de la materia blanca están principalmente implicados en la regulación del sueño y de la vigilia, de la función cognitiva y de la función sensomotora. Así, la implicación del tálamo en el origen del insomnio resulta especialmente crucial, pues el tálamo desempeña un papel muy relevante en el reloj biológico del organismo. Los autores han observado que la causa subyacente para estas alteraciones en la integridad de la materia blanca en los pacientes con insomnio se debe a la pérdida de la mielina.

Se requieren estudios con una muestra mayor de pacientes para aclarar esta relación entre el insomnio y la alteración de la integridad de la materia blanca cerebral.

El insomnio es un trastorno del sueño definido como la incapacidad para permanecer dormido durante toda la noche o para concebir el sueño durante un período superior a 30 días. Un trastorno del sueño que, además de asociarse a una mayor fatiga diurna y una mayor irritabilidad, conlleva un mayor riesgo de deterioro cognitivo y de distintos problemas de salud mental, caso de la depresión y la ansiedad. Sin embargo, el origen del insomnio primario  el insomnio per se  y no la falta de sueño por otra entidad, caso por ejemplo del dolor, aún no ha sido identificado, lo que dificulta notablemente su tratamiento.


La migraña puede modificar la estructura del cerebro y eleva el riesgo de lesiones en la materia blanca

Según un estudio realizado por científicos de la Universidad de Copenhague, publicado en la edición digital de Neurology en agosto 2013, la migraña puede tener efectos duraderos en la estructura del cerebro.

Los expertos encontraron que la migraña eleva el riesgo de lesiones cerebrales y provoca alteraciones en la sustancia blanca y el volumen cerebral en comparación con las personas sin el trastorno.


Los resultados mostraron que la migraña con aura incrementa un 68 por ciento el riesgo de lesiones cerebrales en la materia blanca y la migraña sin aura eleva el riesgo en un 34 por ciento, en comparación con aquellos sin migraña.

Además, cambios en el volumen del cerebro son más comunes en personas con migraña y migraña con aura que los que no padecen estos intensos dolores de cabeza periódicos, que afectan a alrededor de entre el 10 y el 15 por ciento de la población general y puede causar una carga personal, laboral y social sustancial.


El volumen de materia blanca del cerebro predice la habilidad motora en el autismo

Investigadores del Kennedy Krieger Institute de Baltimore en un estudio  publicado en Brain en 2007, descubrieron que existe una asociación entre el volumen de materia blanca del cerebro y el deterioro funcional en niños con autismo.

Los investigadores utilizaron imágenes de resonancia magnética para estudiar a 76 niños de entre 8 y 12 años con distintos grados de autismo. Los resultados sugerían que podría existir una base biológica para este desorden. Para examinar esta asociación se usó un examen motor estándar para estos niños, el Physical and Neurologic Examination of Subtle Signs (PANESS). Se encontró una fuerte correlación positiva entre la puntuación total obtenida con PANESS y el volumen de materia blanca.

Este descubrimiento revela que en niños con autismo, existe un incremento del volumen de materia blanca en regiones motoras del cerebro responsable de la reducción de la capacidad motora.

Esta relación entre el incremento del volumen de materia blanca y el deterioro funcional, que parece ser específico del autismo, puede ser representativo de un modelo global de anormalidades en el cerebro de los niños autistas que no solamente contribuye a la disfunción motora, sino a los déficits en la socialización y en la comunicación que definen este desorden.


Se encuentran cambios comunes en el cerebro de niños con autismo, TDAH y TOC

Un equipo de investigadores del  Centre for Addiction and Mental Health (CAMH’s) y el Campbell Family Mental Health Research Institute (Toronto) en un estudio, publicado en la revista American Journal of Psychiatry en agosto 2016, ha encontrado similitudes en las alteraciones cerebrales en niños con trastornos del espectro del autismo (TEA), trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) y trastorno obsesivo compulsivo (TOC).

El estudio incluye imágenes del cerebro de la materia blanca en 200 niños con autismo, TDAH, TOC y sin diagnóstico. La primera comparación de la arquitectura del cerebro a través de estas condiciones ha encontrado que todas están asociadas con alteraciones en la estructura del cuerpo calloso. El cuerpo calloso  el primero en desarrollarse  es un haz de fibras nerviosas que une los hemisferios izquierdo y derecho del cerebro. Usaron un sistema de resonancia magnética denominado diffusion tensor imaging (DTI).

A más problemas tiene un niño para
realizar tareas diarias, más atípica es
la estructura de sus fibras nerviosas en
 ciertas áreas del cerebro (rojo y amarillo)
El equipo de investigación encontró que los niños con autismo y TDAH mostraron deficiencias más graves de la materia blanca del cerebro que aquellos con TOC. Este hallazgo puede reflejar el hecho de que tanto el autismo y TDAH suelen tener un inicio más temprano que el TOC, y en un momento dado los diferentes tractos de materia blanca presentan un desarrollo más rápido.

Autismo, TDAH y TOC tienen síntomas comunes, y están relacionados por algunos de los mismos genes. Sin embargo, históricamente han sido estudiados como trastornos separados. Juntos, estos tres trastornos del neurodesarrollo afectan a aproximadamente el 15 por ciento de los niños y jóvenes.

Este hallazgo tiene muchas implicaciones para nuestra comprensión de la naturaleza de los trastornos relacionados con el cerebro, al proporcionar evidencia biológica, de que la estructura del cerebro se refiere a un espectro de síntomas de comportamiento que se relacionan con distintas condiciones de desarrollo, compartido entre tales condiciones. Y apunta a la posibilidad de que los tratamientos dirigidos a un espectro de comportamientos pueden ser relevantes para las tres condiciones.

Este estudio está relacionado con otros estudios previos como el de la Universidad de Carolina del Norte del 2012, donde ya se utilizó esta técnica de neuro imagen y con el desarrollado por investigadores de la Universidad de Warwick.


Maltrato en la infancia produce daños en el cerebro

Investigadores del Hospital Infantil de Boston en un ensayo clínico, publicado en la edición digital de Archives of Pediatrics & Adolescent Medicine de enero 2015, investigaron la integridad de la materia blanca en tres grupos de niños que participaron en el ‘Proyecto de Intervención Temprana de Bucarest’ (BEIP) desde 2000 hasta el presente.

El abandono en la infancia se asocia con alteraciones en la sustancia blanca del cerebro según un estudio de menores abandonados en Rumanía que experimentaron empobrecimiento social, emocional, lingüístico y cognitivo, mientras vivían en instituciones en comparación con los que fueron ubicados en hogares de acogida de alta calidad o los que nunca han estado bajo atención institucional.

Según la base del estudio el desarrollo del cerebro depende en gran medida de la experiencia. Los niños criados en instituciones muestran, a menudo, problemas en el desarrollo del cerebro y el funcionamiento conductual asociado.

A los 2 años de edad, 136 niños que habían pasado más de la mitad de sus vidas en instituciones fueron reclutados para el estudio y se les asignó al azar a dos situaciones: permanecer en la atención institucional o ir a un hogar de acogida. Al inicio del análisis, este tipo de hogares era casi inexistente en Bucarest y la atención institucional era el modelo estándar para los niños abandonados. El equipo central de BEIP, con los investigadores principales y miembros del personal original del estudio, realizó los procedimientos de asignación al azar.

Se compararon las trayectorias de desarrollo de los niños previamente abandonados con las de los niños que crecieron en familias biológicas y se realizaron evaluaciones a los 30 meses, 42 meses, 54 meses, 8 y 12 años de edad. Los datos de los 69 participantes (de 8 a 11 años de edad) fueron seleccionados para el análisis estadístico de las anomalías en la sustancia blanca (23 niños que fueron de una institución a un hogar, 26 niños internados en instituciones y 20 niños que nunca habían estado en atención institucional).

Los resultados muestran asociaciones significativas entre el abandono en la vida temprana y la integridad micro-estructural del cuerpo calloso, extensiones que participan en el circuito límbico, el procesamiento sensorial y otras áreas. El seguimiento de los análisis sugiere que la intervención temprana en hogares de cuidados promovió un mayor desarrollo de la sustancia blanca normal en niños previamente desatendidos.

Los resultados de este estudio contribuyen a la creciente evidencia de que el abandono grave en la vida temprana afecta a la integridad estructural de la materia blanca en el cerebro y que la intervención temprana puede promover la recuperación a largo plazo en los tramos de fibras específicas implicadas en los circuitos límbico y fronto-estriatal y los procesos sensoriales.

Los autores concluyen que su estudio tiene implicaciones importantes para la salud pública relacionadas con la prevención y la intervención temprana para los niños criados en condiciones de descuido grave o contextos adversos más en general.


Contaminación del aire perjudica materia blanca cerebral en el largo plazo

Un estudio llevado a cabo por investigadores de la Escuela Keck de Medicina de la Universidad del Sur de California, publicado en la revista Annals of Neurology en enero 2015, muestra que quizás la contaminación del aire también tenga un impacto negativo en cómo envejece la materia blanca cerebral.

La investigación indica que las mujeres mayores que vivieron en localidades geográficas con altos niveles de material particulado fino en el aire ambiental, tuvieron volúmenes significativamente más pequeños de materia blanca dentro de un rango amplio de áreas del cerebro.

El material particulado fino es menor a 2.5 micrómetros y es conocido como MP2,5, una forma de contaminación que entra fácilmente a nuestros pulmones y posiblemente al torrente sanguíneo.

El estudio brinda evidencia convincente de que varias partes del cerebro de los ancianos, especialmente la materia blanca, son un blanco importante de efectos neurotóxicos inducidos por la exposición a largo plazo a partículas finas en el aire.

La investigación halló que las mujeres de la tercera edad de entre 71 y 89 años que vivían en lugares con mayores exposiciones a MP2,5 tuvieron volúmenes significativamente más pequeños de materia blanca.

Este es el primer estudio que muestra diferencias entre la materia blanca y gris mediante un análisis de los efectos neurotóxicos del MP2,5 sobre los volúmenes cerebrales de adultos mayores. La investigación de la USC representa, hasta el momento, el estudio de neuro-imagen más extenso llevado a cabo en una comunidad de personas de edad avanzada, a fin de examinar la asociación entre la exposición a MP2,5 en el largo plazo y los volúmenes de materia blanca y gris en el cerebro.


La estructura de la materia blanca en el cerebro predice la función cognitiva en las edades 1 y 2 años

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences en diciembre 2016, concluye que los patrones de la microestructura de la materia blanca presentes al nacer y que se desarrollan después del nacimiento predicen la función cognitiva de los niños de 1 y 2 años de edad.

Este estudio es el primero en medir y describir el desarrollo de la microestructura de la sustancia blanca en los niños y su relación con el desarrollo cognitivo desde el momento en que nacen hasta la edad de 2 años.

La materia blanca es crítica para la función cerebral normal, pero se sabe poco sobre cómo se desarrolla en los seres humanos o cómo se relaciona con la evolución de las habilidades cognitivas en la primera infancia, incluido el desarrollo del lenguaje.

DTI
En este trabajo, se tomaron imágenes de resonancia magnética (RM) con tensor de difusión (DTI) de los cerebros de 685 niños. DTI es una técnica de resonancia magnética que proporciona una descripción de la difusión del agua a través del tejido y se puede utilizar para identificar los tramos de materia blanca en el cerebro y describir la organización y maduración de esos tramos.

Los autores del estudio utilizaron estas exploraciones cerebrales para investigar la microestructura de 12 tramos de fibra de la materia blanca importantes para la función cognitiva, su relación con el desarrollo de la función cognitiva y su heredabilidad. Encontraron que los 12 tramos de fibra en los recién nacidos estaban muy relacionados entre sí.

A la edad de 1 año, esas secciones de fibra habían comenzado a diferenciarse unas de otras, y a los 2 años, esta diferenciación estaba más avanzada. El hallazgo más interesante fue que la relación común entre los tramos de materia blanca al nacer predijo el desarrollo cognitivo general a la edad de 1 año y el desarrollo del lenguaje a los 2 años, lo que indica que es posible utilizar imágenes cerebrales al nacer para entender mejor cómo el desarrollo cognitivo del niño continuará en los primeros años después del nacimiento.

Debido a que la muestra incluyó a 429 gemelos, los investigadores del estudio también fueron capaces de calcular que este rasgo predictivo era moderadamente heredable, lo que sugiere que la genética puede ser un factor en su desarrollo.

Hay un rápido crecimiento de la estructura del cerebro, la cognición y el comportamiento en la primera infancia. Al entender mejor estas relaciones, los investigadores esperan poder identificar a los niños en riesgo de problemas cognitivos o trastornos psiquiátricos muy temprano y llegar a diseñar intervenciones que puedan ayudar al cerebro a desarrollarse de una manera que mejore la función y reduzca el riesgo.


El ejercicio aeróbico mejora las conexiones del cerebro de los niños

Según un estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois, publicado en la revista Frontiers of Neuroscience, en agosto de 2014, los niños que realizan ejercicio aeróbico presentan cambios estructurales de la materia blanca de su cerebro, que permiten una mayor capacidad y velocidad de comunicación y conexión entre las distintas regiones de este órgano, lo cual mejora significativamente el desarrollo de las funciones cognitivas.

En vista de que se desconocía el efecto del entrenamiento aeróbico, durante la infancia, en la estructura de los trayectos de la sustancia blanca, los autores decidieron investigar esa relación.

Para lograr su objetivo reclutaron 24 preadolescentes entre 9 y 10 años, de los cuales 12 presentaban muy buenas aptitudes aeróbicas, mientras que los otros participantes tenían una capacidad aeróbica muy baja. Seleccionaron niños que provenían de un estatus social y económico similares, un coeficiente intelectual parecido y descartaron los candidatos que presentaban problemas importantes de aprendizaje como el trastorno de hiperactividad con déficit de atención (THDA), así como aquellos que presentaban incapacidades físicas, trastornos neurológicos o consumían medicamentos que influían en las funciones del sistema nervioso central.

Los investigadores realizaron estudios de imágenes por resonancia magnética de difusión (diffusion MRI). Este método analiza la difusión del agua en los tejidos. En el caso de la materia blanca, una menor difusión del agua significa que el tejido es más fibroso y compacto, ambos rasgos deseables y positivos, ya que garantizan conexiones más eficientes y veloces.

Los niños que reportaron un elevado desempeño aeróbico presentaron en el estudio de imágenes una mejor estructura de los trayectos de la materia blanca (más compacta y fibrosa), en comparación con aquellos de baja aptitud aeróbica.

Estos hallazgos son sumamente importantes, ya que actualmente los niños y adolescentes son cada vez más sedentarios y el ejercicio aeróbico que realizan, con frecuencia, es insuficiente y de baja intensidad.

Se ha observado una tendencia, por parte de algunos educadores y padres, a reducir o eliminar las actividades físicas programadas durante la jornada escolar, para favorecer el tiempo destinado a los temas académicos. Sin embargo, se ha demostrado que esta medida es contraproducente.

Se ha encontrado que un trayecto de materia blanca conocido como corona radiata, que conecta la corteza cerebral con el tallo cerebral  ubicado entre la parte posterior del cerebro y la médula espinal  se relaciona con el rendimiento de las matemáticas en el aula.

Por lo tanto, la eliminación o reducción de las oportunidades para practicar ejercicio físico aeróbico durante la jornada escolar, de acuerdo con los hallazgos del presente estudio, podría tener efectos perjudiciales en la estructura de los trayectos de materia blanca, y, por ende, desmejorar potencialmente el rendimiento escolar.

Los hallazgos de este estudio refuerzan la importancia del ejercicio durante el desarrollo y son una razón más para que los padres y maestros estimulen la actividad física programada dentro y fuera del entorno escolar.


Aprender un idioma aumenta la materia blanca del cerebro

De acuerdo con la investigación realizada por la University of Kent School of Psychology, publicada en la revista PNAS en enero 2015, aprender un segundo idioma a partir de los 10 años mejora la estructura de la materia blanca del cerebro.

Los investigadores realizaron un escáner cerebral a 20 personas de 30 años que habían aprendido inglés como segundo idioma después de los 10 años y 25 personas que sólo sabían inglés.

Las imágenes señalaron que quienes aprendieron el segundo idioma tenían una mejor estructura de la materia blanca. Esta mejora se presenta en las áreas responsables del aprendizaje del idioma y de procesamiento semántico.

El estudio también señaló que aprender a hablar otro idioma en cualquier momento de nuestra vida ayuda a mantener el cerebro activo y lo protege contra el deterioro.





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