Plasticidad neuronal: la capacidad que hace posibles el aprendizaje, la memoria y los recuerdos

El ser humano ha demostrado una capacidad asombrosa para ajustarse a entornos cambiantes. Esta habilidad no es solo física: aprender y recordar son procesos que transforman literalmente nuestro cerebro. En este artículo, que se ha extraído del 14º Informe FAROS, exploramos cómo la plasticidad neuronal hace posible el aprendizaje, la memoria y los recuerdos que dan sentido a nuestra experiencia.

El aprendizaje

El aprendizaje es el proceso de modificación de la conducta para adaptarse a las condiciones variables e impredecibles del medio y sobrevivir. Cuanto más cambiante sea el ambiente, más flexible debe ser la conducta. La adaptabilidad del ser humano es considerable, pues es capaz de sobrevivir en los entornos más diversos. Su hábitat abarca todas las latitudes, del Polo Norte al Ecuador, y su versatilidad le permite idear mil modos de subsistir que se expresan en una cultura variopinta y riquísima en matices.

Distribución de la densidad de población humana mundial. Fuente: Wikimedia Commons

Esta pluralidad de la conducta humana refleja la plasticidad de las neuronas de su sistema nervioso. A mayor plasticidad, mayor posibilidad de aprendizaje, pues aprender comporta un cambio perdurable de la conducta provocado por la experiencia. 
 

A su vez, la conducta aprendida necesita ser almacenada en el sistema nervioso: compone la memoria del individuo, dando a su vida un sentido de continuidad. No hay aprendizaje sin memoria, ni memoria sin aprendizaje. 
 

El aprendizaje y la memoria suponen modificaciones en el funcionamiento del sistema nervioso, que van desde nuevas conexiones entre unas pocas neuronas hasta ajustes de amplias áreas corticales. Implica, pues, una remodelación estructural (anatómica) de las neuronas y redes que forman el cerebro, que es posible gracias a su capacidad plástica.

La plasticidad neuronal –plasticidad cerebral o neuroplasticidad– permite reformar la configuración del cerebro para que su funcionamiento difiera del previo a la experiencia que causa el reajuste. 
 

Un estímulo de la intensidad adecuada, que se reitera lo suficiente, aumenta la cantidad de las ramificaciones dendríticas (las que reciben el estímulo) de la neurona en muy poco tiempo. Para ello, tras la estimulación de los receptores de la membrana neuronal, se activan mecanismos genéticos y moleculares complejos que provocan su modificación y la del propio esqueleto celular, tal y como se puede ver a continuación:
 

Mecanismos moleculares de la plasticidad sináptica. Fuente: modificado de Lamprecht, R., & LeDoux, J. (2004). Structural plasticity and memory. Nature reviews. Neuroscience, 5(1), 45-54.

La memoria

En tan solo unos minutos el aprendizaje cambia la morfología del sistema nervioso, aumenta las espinas dendríticas de las neuronas; sin embargo, la formación de la memoria no es tan instantánea. La retención de una información nueva requiere, al menos, de la memoria a corto plazo y de la memoria a largo plazo. 

• La memoria a corto plazo es inmediata, frágil y transitoria. Sirve para manejar poca información durante poco tiempo; por ejemplo, el número de la lotería mientras se comprueba si está premiado. Gestiona la información recién percibida, pero si se atiende a otra cosa mientras se busca el número habrá que volver a mirar el billete para recordarlo, porque la memoria a corto plazo es muy vulnerable a las interferencias. Tras verificar que no está premiado, se olvida, a menos que se juegue al mismo número una y otra vez, entonces a base de repetir la experiencia los cambios neuronales producidos por la memoria a corto plazo se consolidan para hacerse estructurales y constituir el soporte físico de la memoria a largo plazo.

• La memoria a largo plazo es duradera, estable y resistente a las interferencias. Permite almacenar mucha información durante mucho tiempo. Conserva los recuerdos que dan a la persona sentido de permanencia, como los hechos del pasado, el lugar en que vive, el idioma que habla o los conocimientos culturales y técnicos para desenvolverse en el día a día.
   

Para aprender es necesario que la información que administra el sistema de memoria a corto plazo se repita y genere los cambios neuronales precisos para almacenarla. Así se consolida la memoria. Cuantas más veces rememoremos la información guardada, mayor estabilidad tendrá lo aprendido. La evocación de lo asimilado son los recuerdos.

Los recuerdos

Hay recuerdos que surgen de forma automática. Por ejemplo, un sabor que se asocia a una persona –el del cocido de la abuela–, o un olor a una época del año –el de castañas asadas en noviembre–. También hay acciones que se vuelven automáticas –como nadar, montar en bicicleta o conducir un coche–, que se ejecutan de forma mecánica una vez aprendidas. Esta es una forma de aprendizaje sensoriomotor que extrae de la memoria rutinas inconscientes, difíciles de verbalizar, y que se conoce como aprendizaje, memoria o recuerdos implícitos. Sirve para hacer cosas.

En cambio, otros son explícitos: solo de forma deliberada y consciente se recuerda la fecha del descubrimiento de América y la capital de Islandia –memoria semántica–, o se revive la celebración de la Navidad del 2020 –memoria episódica–. Se le llama también memoria declarativa porque los aprendizajes se pueden explicar de palabra o por escrito. Sirve para saber cosas.
 

La memoria implícita es fiel, rígida y duradera. Es la forma más antigua de aprendizaje y común a otros animales además de al Homo Sapiens. Radica en las regiones encefálicas que procesan información sensorial, motora y emocional –la neocorteza, el neoestriado, el cerebelo o la amígdala–. Se adquiere de forma progresiva y se perfecciona con la práctica. Sirve para la situación concreta en que se aprendió –por ejemplo, golpear una pelota con una raqueta requiere habilidades distintas que para lanzarla en un partido de baloncesto–. Mientras que la memoria explícita precisa menos repeticiones y es útil en situaciones y modos diferentes a los del aprendizaje original. Es una memoria más evolucionada, de expresión flexible, adaptable y cambiante. Depende del sistema del hipocampo y se basa en información distribuida por amplias regiones cerebrales 

Como se aprecia en la imagen, la neurona del hipocampo (azul) recibe sinapsis excitatorias (violeta). Ambas memorias, aprendizajes o recuerdos se influyen mutuamente, de manera que las inconscientes (implícitas) se modifican y afinan por la memoria consciente (explícita) que, a su vez, utiliza la información de la implícita para formarse. 

Fuente: 2013 Nikon Small World winners — Dr. Kieran Boyle; University of Glasgow, Institute of Neuroscience and Psychology.

Muchos aprendizajes son inicialmente conscientes y explícitos para, a través de la práctica y la repetición, hacerse implícitos y automáticos. Por ejemplo, durante la adquisición de la marcha, el niño es consciente de cada movimiento y ha de evocar sus experiencias anteriores para conseguir caminar de forma autónoma y con la repetición se hace inconsciente. Lo mismo sucede con el habla, la pinza manual o el control de esfínteres. Lo habitual es que ambos tipos de memoria interactúen y se apoyen durante los aprendizajes.

El aprendizaje y la memoria no son solo funciones biológicas: son la base de nuestra identidad, cultura y evolución. Cada experiencia deja una huella en nuestro sistema nervioso, moldeando quiénes somos y cómo nos relacionamos con el mundo. Comprender estos procesos nos permite valorar más profundamente el poder de la educación, la práctica y la repetición en la construcción de una vida plena y consciente.

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