E14 Neurodesarrollo

Tópico

El tejido nervioso en desarrollo atraviesa cinco procesos secuenciales: primero la neurogénesis, es decir, la proliferación y la muerte de neuronas dentro del tejido nervioso; luego la migración celular de esas neuronas, guiada por gradientes moleculares dentro del tejido nervioso; después una sobreproducción inicial de sinapsis dentro del tejido nervioso, seguida de una poda dependiente de actividad; a continuación la mielinización progresiva de los axones del tejido nervioso; y finalmente ventanas temporales de plasticidad especialmente alta, llamadas períodos críticos, durante las cuales el tejido nervioso es particularmente sensible a la experiencia.

La población neuronal neta del tejido nervioso resulta del balance entre dos procesos opuestos: una proliferación logística de neuronas, limitada por la capacidad del tejido nervioso, que crece rápido al principio pero se aplana a medida que la población neuronal se acerca a esa capacidad máxima del tejido nervioso, y una tasa de muerte celular programada que reduce constantemente esa población neuronal. Cuanto más se acerca la población neuronal neta a la capacidad del tejido nervioso, más lento crece esa población neuronal por la proliferación logística, mientras que la muerte celular programada sigue restándole neuronas.

La migración celular de las neuronas dentro del tejido nervioso puede aproximarse con una ecuación de tipo reacción-difusión, el mismo tipo de ecuación ya usada para describir la propagación de la descarga eléctrica en otro modelo, pero aquí sesgada por un gradiente químico atractante: las neuronas migrantes del tejido nervioso se desplazan preferentemente hacia las zonas donde ese gradiente químico atractante es más intenso.

La densidad sináptica del tejido nervioso sigue, por su parte, un patrón de sobreproducción de sinapsis seguida de una poda que depende de la correlación entre la actividad presináptica y la actividad postsináptica de cada sinapsis del tejido nervioso: esta poda sigue una regla formalmente emparentada con la misma plasticidad sináptica ya descrita para el peso efectivo de la sinapsis en otro modelo, pero orientada en sentido contrario, ya que en vez de fortalecer las sinapsis mejor correlacionadas, esta poda del tejido nervioso elimina específicamente las sinapsis peor correlacionadas.

La mielinización del tejido nervioso se modela como una curva de crecimiento sigmoidal con la edad: crece poco al principio del desarrollo, luego crece rápido durante un período intermedio, y finalmente se aplana a medida que el tejido nervioso se acerca a la edad adulta.

La ventana de plasticidad crítica del tejido nervioso, en cambio, se modela como un perfil temporal en forma de campana centrado en una edad de pico: la plasticidad del tejido nervioso es baja en las edades tempranas, aumenta hasta alcanzar su máximo en esa edad de pico, y luego vuelve a disminuir a medida que el tejido nervioso sigue madurando. En conjunto, es este mismo tejido nervioso, con su población neuronal neta, su migración celular, su densidad sináptica, su mielinización y su ventana de plasticidad crítica, el que atraviesa, en esta secuencia, todo el proceso de desarrollo del sistema nervioso.

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