Desarrollo Cognitivo y Maduración Cerebral

CAPITULO 2

DESARROLLO COGNITIVO Y MADURACIÓN CEREBRAL

Diversas escuelas psicológicas han propuesto marcos explicativos para el desarrollo cognitivo del niño. Algunas de ellas buscan relacionar el desarrollo de la cognición con el desarrollo cerebral. Dentro de este contexto, el término cognitivo se refiere al uso o manejo del conocimiento e incorpora aquellos procesos que dan sentido a las señales sensoriales y a las respuestas motoras a medida que son codificadas neuralmente. Así, los procesos cognitivos incluyen una variedad de funciones mentales tales como atención, memoria, aprendizaje, percepción, lenguaje y capacidad para solucionar problemas. Cada una de estas funciones continúa una secuencia propia de desarrollo que se correlaciona con la maduración del sistema nervioso central.

DESARROLLO MORFOLÓGICO DEL SISTEMA NERVIOSO

Se reconocen dos momentos; en el primero de ellos, la neurogénesis se lleva a cabo la formación de manera precisa y secuenciada de cada una de las partes que conforman el SN y el segundo, comprende la maduración propiamente dicha. Aun cuando para fines didácticos se habla del periodo prenatal y posnatal, es importante destacar que el nacimiento no es una marca particular en el proceso biológico madurativo. La formación del sistema nervioso (SN) (neurogénesis) se lleva a cabo durante las primeras 20 semanas de gestación. A partir de la semana 20 de vida intrauterina se lleva a cabo el crecimiento neuronal y la maduración la cual culmina iniciada la adultez con la maduración de las regiones corticales más anteriores conocidas bajo el nombre de áreas prefrontales. Tanto la neurogénesis como la maduración dependen de influencias genéticas y epigéneticas; el cerebro inmaduro recibe los estímulos del ambiente, sea intrauterino o extrauterino, y responde en términos de diferenciación.

MADURACIÓN CEREBRAL

A su vez, el proceso de maduración depende de la organización y diferenciación celular caracterizados por el crecimiento axonal y dendrítico, la sinaptogénesis, la muerte axonal y celular y la mielinización. Este proceso termina iniciada la adultez con la culminación del proceso de mielinización axonal. Durante la etapa fetal ocurren los procesos esencialmente madurativos que van a dar la forma final del sistema nervioso. Cuando inicia el periodo fetal comienza el periodo de crecimiento más dramático en la dimensión radial de las vesículas cerebrales, principalmente de la pared de la vesícula telencefálica de la cual nace la corteza cerebral. La corteza se expande primero rostralmente para formar los lóbulos frontales, luego dorsalmente para los lóbulos parietales. Posterior e inferiormente

para lóbulos occipitales y temporales. Los primero surcos de la corteza cerebral aparecen hacia los 150 días de gestación. Los surcos secundarios y primera mielinización hacia los 180 días.

EVIDENCIAS DEL DESARROLLO DE LA FUNCIÓN NEURAL EN ETAPA PRENATAL

ETAPA POSNATAL

Después de aproximadamente 280 días de gestación ocurre el nacimiento y se inicia el periodo posnatal. El funcionamiento del SN del recién nacido, o neonato, es usualmente evaluado por el pediatra mediante la escala que ideó Virginia Apgar en 1952 y que es conocida como test de Apgar. Este test se aplica al minuto y a lso 5 minutos de nacido y los criterios que evalúa son: apariencia, pulsos, gestos, actividad y respiración.

El nivel del desarrollo del SNC del neonato se observa en conductas motoras simples y reflejas. Un niño que presenta un color rosado en la piel, con una tasa cardiaca >100, que presenta actividad motora espontánea y un llanto fuerte, obtendrá un Apgar normal: 7 a 10. Un Apgar de menos de 7 puede ser sugestivo de hipoxia o depresión respiratoria y puede ser un factor de riesgo de daño cerebral. En el momento del nacimiento solamente unas pocas áreas del cerebro están completamente mielinizadas, como son los centros del tallo cerebral que controlan los reflejos. Una vez mielinizados sus axones, las neuronas pueden alcanzar su funcionamiento completo presentando una conducción rápida y eficiente. Los axones de las neuronas de los hemisferios cerebrales completan su mielinización particularmente tarde, a pesar de que el proceso se inicia en un periodo posnatal temprano. Las áreas primarias sensoriales y motoras de la corteza cerebral inician su proceso de mielinización antes de que las áreas de asociación frontal y parietal, que solamente alcanzan un desarrollo completo hacia los 15 años.

El máximo desarrollo de la sustancia gris del lóbulo frontal se alcanza hacia los 11 años, mientras que el pico parietal se logra a los 10. Es interesante que estos autores hayan encontrado diferencias sexuales en las edades donde se alcanzas estos picos evolutivos. En contraste con el curso invertido de desarrollo de la sustancia gris, la sustancia blanca presenta un incremento lineal hasta la adultez, asociado al aumento de conexiones nerviosas, relativamente equivalente a través de la corteza cerebral. Por ello, la relación entre volumen de sustancia blanca (vías nerviosas) y el volumen de sustancia gris (cuerpos neuronales) cambia con la edad del individuo. La diferencia fundamental entre el cerebro de un niño y el de un adolescente está en el mayor número de conexiones nerviosas en el cerebro de éste último. El porcentaje incrementado de sustancia blanca con relación a la

sustancia gris es entonces un índice de maduración cerebral asociado a un mejor desempeño cognitivo que ha sido ampliamente documentado con métodos de neuroimagen. De acuerdo con Hebb, a los dos primeros años de vida, el cerebro del niño presenta un desarrollo importante de vías de asociación cortical que coincide con un amplio desarrollo sensoriomotor y con el establecimiento de bases para la adquisición de habilidades cognitivas más complejas. Sin embargo, el desarrollo de conexiones sinápticas es particularmente evidente después de los tres años, cuando el niño adquiere una mayor capacidad de análisis visoperceptual. Durante el primer año de vida, la plasticidad cerebral es máxima; el cerebro se modifica y moldea fácilmente. Esta flexibilidad es crucial para el desarrollo normal; con la edad y con la estimulación ambiental los sistemas nerviosos se van estabilizando y alcanzando su funcionamiento programado y la plasticidad cerebral va disminuyendo, pero no desaparece totalmente; durante toda la vida se mantiene algún nivel de moldeamiento funcional cerebral que se hace evidente en casos de daño cerebral. Es decir, tanto en niños como en adultos el cerebro tiene capacidad de adaptación al cambio.

CONDUCTA MOTORA Y MADURACIÓN CEREBRAL

Antes del nacimiento, los movimientos corporales del feto se realizan en forma masiva. Después del nacimiento el niño puede flejar las articulaciones de los brazos y a partir de entonces se inicia el desarrollo de su conducta motora. A los 3 meses de vida el niño dirige la mano hacia objetos. A los 8 meses desarrolla prensión manual y es capaz de tomar los objetos utilizando independientemente el pulgar y el índice. Con el desarrollo de una mejor postura y de las habilidades visomotoras, el niño de 6 meses ya es capaz de explorar los objetos que se colocan en su mano y transferirlos a la otra. Este movimiento de trasferencia es el inicio de los movimientos coordinados bimanuales que a los 18 meses van a demostrar una apropiada organización espacial y precisión motora. Las habilidades motoras más complejas, por ejemplo, sentarse, erguirse, caminar, se desarrollan progresivamente en forma paralela a la mielinización cerebral. También la producción del lenguaje obedece, al menos en parte, a una mayor complejización de las estructuras corticales motoras.

LENGUAJE Y MADURACIÓN CEREBRAL

La adquisición del lenguaje es un proceso lento que se hace evidente cuando el bebé inicia su interacción con el adulto a escasos meses de vida. Generalmente se observa un desarrollo paralelo entre el lenguaje y el comportamiento motor, aun cuando para algunos autores el desarrollo del lenguaje es independiente al desarrollo motor. Muestra de ello es el hecho que niños con dificultades motoras severas logran desarrollar un lenguaje alternativo. De hecho, el desarrollo motor de la lengua y de los labios se alcanza mucho antes que el control motor de los dedos y de la mano. El control de los movimientos finos y el desarrollo de las habilidades simbólicas son indispensables para una adecuada adquisición del sistema lingüístico. Desde el nacimiento hasta los tres meses de edad el niño solamente produce llanto como una forma de expresar desagrado. De los 3 a los 12 meses se presenta la etapa de balbuceo, caracterizada por la aparición de sonidos que el niño repite y practica. Hacia el año de edad aparece la primera palabra con intención comunicativa y lograr repetir palabas sencillas. En este periodo se inicia la verdadera etapa verbal. Entre los 12 y 24 meses se producen las primeras palabras que por lo común se refieren a nombres de objetos. La aparición de frases de dos palabras es hacia los 18 meses de edad y de manera paulatina éstas se van haciendo más largas. A partir de este momento, la expresión verbal del niño se desarrolla rápidamente y en poco tiempo se convierte en su herramienta de comunicación eficiente. El lenguaje es una función compleja, compuesta de cinco niveles: fonológico, morfosintáctico, semántico y pragmático. Se reconocen como elementos centrales del lenguaje la fonología segmental, la morfosintaxis y la semántica. La fonología segmental y la morfosintaxis, tanto en su componente extresicio como receptivo están claramente lateralizados en el hemisferio izquierdo e implican la participación de los lóbulos temporales, frontales y parietales. Las áreas auditivas de asociación en el lóbulo temporal, en particular el área de Wernicke, juegan un papel fundamental en la comprensión del lenguaje mientras que las áreas de asociación del lóbulo frontal, en especial el área de Broca, son esenciales en la producción del lenguaje. Por otro lado, el hemisferio derecho juega un papel importante en el procesamiento de los aspectos no centrales; la fonología suprasegmental (prosodia) y la pragmática. Al igual que en el hemisferio izquierdo, las áreas de asociación posteriores tienen un rol central en la comprensión de la prosodia y la pragmática, en tanto que las áreas de asociación frontales de este mismo hemisferio facilitan la expresión de estos elementos del lenguaje.

Los mecanismos cerebrales involucrados en el lenguaje son bastante bien conocidos en el adulto; las lesiones en regiones específicas de los lóbulos temporales, frontales y parietales del hemisferio izquierdo pueden producir afasia, agrafia y alexia.

Si bien las estructuras sensoriales visuales y auditivas necesarias para el lenguaje maduran tempranamente durante la infancia, la maduración de áreas del lenguaje más especializadas ocurre más tardíamente y en concordancia con el desarrollo de aspectos específicos del lenguaje. La repetición de sonidos, ecolalia, presente en niños de 4 a 7 meses, se observa paralelamente al desarrollo de conexiones auditivas corticales. Los sistemas de aprendizaje articulatorio solamente comienzan a funcionar entre los 18 y 24 meses de edad. Tanto en adultos como en niños, las lesiones del hemisferio derecho causan dificultades en la comprensión y expresión afectiva del lenguaje. Lesiones tempranas de este hemisferio pueden dejar una aprosodia con una limitación para producir y comprender la melodía o entonación del lenguaje. Estos hallazgos confirman que el hemisferio derecho tiene un rol temprano en el manejo de la prosodia emocional.

CONOCIMIENTO VISOESPACIAL Y MADURACIÓN CEREBRAL

Conocimiento espacial es un término amplio en ocasiones impreciso, que incluye generalmente habilidades perceptuales no verbales, fundamentalmente visuales, que exigen memoria y manipulación espacial. Frecuentemente es difícil disociar las habilidades espaciales de las construccionales, definidas como la capacidad para integrar elementos dentro de un todo organizado; como sería la copia de figuras geométricas y la construcción con cubos ya que estas últimas requieren de manejo del espacio. Se ha pensado que las funciones espaciales sencillas pueden ser asumidas por cualquiera de los hemisferios cerebrales, pero las funciones espaciales complejas requieren un adecuado funcionamiento del hemisferio derecho. En la evaluación neuropsicológica, las tareas más sensibles a lesiones tempranas del hemisferio derecho son la memoria no verbal y el seguimiento de rutas.

Las alteraciones en el desarrollo visoespacial han sido analizadas también a través de síndromes genéticos. El síndrome de Williams (hipercalcemia infantil) es un ejemplo de la disociación entre habilidades espaciales y lingüísticas a temprana edad.

PERCEPCIÓN DE CARAS Y MADURACIÓN CEREBRAL

Otra función cognitiva ligada al desarrollo del hemisferio derecho es el reconocimiento de rostros familiares. Esta función perceptual se asocia con el desarrollo de la circunvolución fusiforme. Lesiones en esta región producen incapacidad para reconocer rostros familiares, prosopagnosia, tanto en niños como en adultos. El aprendizaje de rostros está intrínsecamente ligado con la percepción de expresiones emocionales. Aparentemente esta asociación entre la identificación de un rostro y sus correspondiente expresión emocional se

acompaña con el fortalecimiento de conexiones entre la circunvolución fusiforme y las estructuras del sistema límbico del lóbulo temporal, particularmente la amígdala han encontrado cambios en la activación de estas regiones temporo límbicas en concordancia con la edad.

MEMORIA Y MADURACIÓN CEREBRAL

La memoria es una de las funciones cognitivas más complejas y por tanto más sensibles al daño cerebral. La adquisición de muchas habilidades cognitivas, como el lenguaje, están medidas por la memoria, integradora de pensamientos, impresiones y experiencias; su dimensión temporal la distingue de lo sentimientos y las emociones.

Tres etapas se han identificado en el proceso temporal de la memoria:

Codificación Almacenamiento Evocación

La memoria según su contenido se ha clasificado en:

Memoria declarativa o explicita Memoria no declarativa o implícita

La memoria almacenada puede ser:

De tipo episódico De tipo semántico

FUNCIONES EJECUTIVAS Y MADURACIÓN CEREBRAL

El término de funciones ejecutivas se ha utilizado para referirse a un conjunto de actividades cognitivas que facilitan mantener un plan coherente y consistente al individuo, el cual le permite el logro de metas específicas. Dentro de estas funciones se incluyen la planeación, el control de impulsos, la organización, la flexibilidad de pensamiento, y el autocontrol del comportamiento. Numerosos estudios con pacientes neurológicos han evidenciado la alteración de estas funciones en casos de daño cerebral prefrontal. Los lóbulos frontales parecen ejercer un papel de control y de integración de varias conductas. La capacidad reguladora de los lóbulos frontales se ha explicado en función de sus conexiones con el sistema límbico y con la formación reticular.

MODELO DEL DESARROLLO COGNITIVO

Las teorías de Jean Piaget sobre el desarrollo cognitivo han tenido un gran impacto en la forma como los psicólogos perciben el desarrollo intelectual del niño. De acuerdo con Piaget existen estructuras abstractas; esquemas, que subyacen al origen de la inteligencia; el desarrollo de estos esquemas es paralelo al crecimiento cognitivo. El proceso cognitivo es constructivo, de ahí el concepto de constructivismo, y el conocimiento que el niño posea en un momento va a afectar la percepción y el procesamiento de nueva información.

En el modelo Piagetiano existen dos procesos:

Organización Adaptación

Piaget postula cuatro etapas en el desarrollo cognitivo del niño;

Sensoriomotriz Preoperacional Operaciones concretas Operaciones formales

TEORÍAS DEL DESARROLLO COGNITIVO Y MADURACIÓN CEREBRAL

De acuerdo con Luria se pueden distinguir 3 unidades funcionales cerebrales.

1.- La primera es una unidad de alertamiento que se desarrolla entre el nacimiento y el primer año de vida. Está conformada fundamentalmente por la formación reticular y sus conexiones con la corteza con el sistema límbico. La función básica esta primera unidad es mantener un estado de activación en el resto del cerebro.

2.- La segunda unidad funcional de Luria analizaría los estímulos del medio exterior y estaría representada por las áreas posteriores primarias y de asociación de la corteza cerebral.

3.- La tercera, y última unidad funcional de acuerdo con el modelo de Luria, estaría integrada por lóbulos frontales que desempeñarían una función motora y ejecutiva: acción y planeación.