Muchos de los rasgos que nos definen —como el idioma que hablamos y la forma en que nos relacionamos con los demás—se remontan, al menos en parte, a nuestras primeras experiencias. Aunque nuestros cerebros siguen siendo maleables a lo largo de nuestras vidas, la mayoría de los neurocientíficos coinciden en que los cambios que ocurren en el útero y en los primeros años de vida se encuentran entre los más importantes, con un efecto enorme en nuestro riesgo de desarrollar condiciones psiquiátricas.

Cómo el estado de ánimo materno da forma al cerebro en desarrollo

“Al principio de la vida, el cerebro todavía se está formando”, dice Claudia Lugo-Candelas, psicóloga clínica de la Universidad de Columbia y coautora de una descripción general de los orígenes prenatales de las enfermedades psiquiátricas en la Revisión Anual de Psicología Clínica. Partiendo de un pequeño grupo de células madre, el cerebro se convierte en un órgano complejo de aproximadamente 100 mil millones de neuronas y billones de conexiones en solo nueve meses. En comparación con los cambios cerebrales más sutiles que ocurren más adelante en la vida, comenta Lugo-Candelas, lo que sucede en el útero y poco después del nacimiento “es como construir la casa, en lugar de terminar la terraza”.

Pero cómo se desarrolla este proceso, y por qué a veces sale mal, ha sido un misterio difícil de descifrar, en gran parte porque muchos de los acontecimientos clave son difíciles de observar. Las primeras imágenes de resonancia magnética (IRM) de cerebros de bebés y fetos se realizaron a principios de la década de los ochenta, y los médicos aprovecharon la herramienta para diagnosticar malformaciones importantes en la estructura cerebral. Pero las herramientas de neuroimagen que pueden capturar en detalle el funcionamiento interno del cerebro del bebé y espiar la actividad cerebral fetal en las madres embarazadas son ciertamente desarrollos mucho más recientes. Hoy, esta investigación, junto con estudios a largo plazo que siguen a miles de niños durante años, está brindándoles a los científicos nuevos conocimientos sobre cómo se desarrolla el cerebro.

Estos avances han llevado a los investigadores a una etapa diferente a aquella en la cual se encontraban hace cinco años, dice Damien Fair, neurocientífico de la Universidad de Minnesota que estudia condiciones del desarrollo como el autismo y el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH).

Hasta hace poco, un gran desafío ha sido que, a diferencia de un adulto, un feto o un bebé recién nacido no permanece quieto dentro de un escáner cerebral. Impulsado por el líquido amniótico, el feto cambia constantemente de posición y a los recién nacidos les encanta retorcerse y observar su entorno. En el pasado, los investigadores y los médicos a menudo tenían que realizar múltiples exploraciones costosas y lentas para obtener una buena imagen. A veces sedaban a niños y madres embarazadas para reducir el movimiento, un enfoque que altera la función cerebral y puede tener riesgos para la salud.

Pero las nuevas técnicas informáticas y de imágenes que reducen las distorsiones causadas por la inquietud —incluido el software desarrollado por una empresa cofundada por Fair— han facilitado la recopilación de datos de fetos y bebés. Y eso ha vigorizado el campo.

Una mirada al desarrollo cerebral prenatal

El nuevo trabajo está empezando a revelar cómo es el desarrollo cerebral típico e insinúa cómo pueden surgir condiciones atípicas como el autismo y el TDAH. En un estudio, el primero en su tipo —realizado en 2017—, un equipo de investigadores dirigido por la neurocientífica pediátrica Moriah Thomason, a la fecha Profesora asociada de Psiquiatría y Salud de la Población Infantil y Adolescente en la Universidad de Nueva York, utilizó imágenes de resonancia magnética funcional (IRMf) para investigar patrones de comunicación neuronal entre las regiones del cerebro en 32 fetos. La mitad de las mujeres embarazadas tenían un alto riesgo de parto prematuro y 14 de los bebés finalmente nacieron prematuramente.

El nacimiento prematuro es un factor de riesgo conocido para problemas cognitivos y emocionales en el futuro. Pero ha sido difícil para los científicos determinar si esto se debe al trauma del parto prematuro, que a menudo implica lesión cerebral y privación de oxígeno, o a diferencias cerebrales preexistentes que comienzan en el útero.

El estudio de Thomason proporcionó la primera evidencia de que los problemas comienzan en el útero.

Como fetos, los bebés prematuros escaneados por su equipo tenían actividad cerebral que sugería una comunicación más débil entre varias regiones del cerebro en comparación con los fetos que terminaron llegando a término. Lo más sorprendente es que los científicos encontraron una comunicación neuronal alterada en las redes que eventualmente soportan el lenguaje, incluido un centro de lenguaje en el lado izquierdo del cerebro.

Desde entonces, los investigadores han encontrado más evidencia de alteración cerebral prenatal en los bebés prematuros. En 2021, por ejemplo, otro grupo descubrió que 24 bebés nacidos prematuramente tenían volúmenes cerebrales más bajos y menos líquido cefalorraquídeo mientras aún estaban en el útero, en comparación con un grupo de bebés nacidos a término. Y una variedad de estudios han encontrado que las mujeres que dieron a luz prematuramente tenían altos niveles de inflamación causados por infecciones bacterianas o virales en el líquido amniótico y los tejidos de la placenta.

Los hallazgos se suman a la creciente evidencia de que los eventos inflamatorios durante el embarazo pueden alterar el desarrollo del cerebro fetal. Estudios de gran población, por ejemplo, han demostrado que las madres que han tenido una infección grave durante el embarazo tienen un riesgo ligeramente elevado de tener un hijo autista, aunque todavía no está claro que la infección prenatal por sí sola pueda causar autismo.

La investigación de Lugo-Candelas se centra en cómo el estrés, los acontecimientos de la vida, la depresión y la ansiedad percibidos por una mujer embarazada pueden afectar el desarrollo temprano del cerebro. Varios estudios han encontrado que la alta ansiedad y depresión materna durante el embarazo se asocian con un aumento doble en el riesgo de que el niño desarrolle un trastorno mental a futuro. Si los riesgos comienzan antes en el desarrollo, “eso también significa que existe la posibilidad de intervenir antes de lo que pensábamos”, dice. Pero, Lugo-Candelas añade, “los científicos todavía están trabajando para desentrañar los mecanismos detrás de ese mayor riesgo, qué factores estresantes podrían tener el mayor impacto y cuándo y cómo intervenir”.

Además, como muchos otros factores de riesgo en el embarazo, no hay nada que conduzca a una enfermedad psiquiátricas o a problemas de desarrollo, dice Lugo-Candelas. “Es una colección de pequeños riesgos”. Ella enfatiza que no hay nada rígidamente determinista en ninguna de estas exposiciones o experiencias tempranas. “Puedes tener niños expuestos prenatalmente a un montón de cosas que creemos que podrían aumentar el riesgo de una enfermedad psiquiátrica, y luego un niño que no tenga ningún trastorno en absoluto y que de hecho nunca lo tendrá”.

Esa complejidad habla de uno de los mayores desafíos del estudio del cerebro en desarrollo: el hecho de que resultados similares, como el autismo o la esquizofrenia, pueden tener muchas causas neurológicas subyacentes. Algunas personas con autismo tienen una mayor conectividad entre ciertas regiones del cerebro en comparación con la población neurotípica, por ejemplo, pero otras tienen menos. No existe un único patrón neuronal para esta afección.

Las conexiones cerebrales como “huellas dactilares neuronales”

El enfoque de Fair ante este problema ha sido identificar lo que él llama “huellas dactilares funcionales”, patrones —únicos para cada individuo— en los cuales las diferentes regiones del cerebro se comunican entre sí cuando una persona está en reposo dentro de un escáner IRMf.

Él observó por primera vez estas huellas neuronales en adultos en 2014, y luego demostró que los niños también las tienen. Los patrones son sorprendentemente consistentes dentro de las familias incluso entre generaciones, según descubrieron él y sus colegas, lo que sugiere que ciertos tipos de conectividad cerebral se heredan, al menos parcialmente.

El año pasado, él publicó evidencia de que incluso los bebés de ocho meses tienen estas huellas dactilares neuronales, y que ciertos elementos de la huella dactilar, como la cantidad de interferencias entre las regiones involucradas en funciones como la atención y el movimiento, pueden predecir la edad precisa de un bebé, hasta unos pocos meses.

Mientras tanto, los estudios de IRMf del cerebro fetal realizados por Thomason sugieren que estos distintos patrones de conectividad surgen en el segundo y tercer trimestre, incluso en los circuitos neuronales que eventualmente gobiernan el aprendizaje, la memoria y la emoción. Thomason y otros ahora están utilizando neuroimágenes para investigar cómo una variedad de experiencias prenatales, que van desde la infección materna por COVID-19 hasta el consumo de cannabis, afectan el desarrollo de estos circuitos.

El hecho de que los científicos puedan detectar estos distintos patrones de actividad cerebral tan temprano sugiere a Fair y a otros científicos que gran parte de lo que nos hace ser quienes somos ya está presente cuando nacemos, aunque seguiremos siendo moldeados por nuestras experiencias y exposiciones a lo largo de la vida. Sin embargo, debido a que el cerebro de cada bebé está determinado por tantos factores diferentes, los investigadores necesitarán datos de imágenes a largo plazo de miles de niños para obtener una comprensión sólida de cómo es el desarrollo “típico”, argumentan Fair y sus colegas en la edición 2021, de la Revisión Anual de Psicología del Desarrollo.

Con el tiempo, las herramientas de imágenes podrían ayudar a los médicos e investigadores a monitorear cómo se está desarrollando el cerebro de un bebé, detectar signos de problemas futuros y desarrollar intervenciones y tratamientos personalizados más tempranos para afecciones como el autismo, añade Fair.

Mientras tanto, Lugo-Candelas cree que ya sabemos lo suficiente para pasar a la acción. “Estoy bastante segura de que las intervenciones que minimizan eficazmente la angustia durante el embarazo, como la licencia materna remunerada, serán beneficiosas para la próxima generación”, afirma. Ella señala que eso podría conducir a mejores resultados en la escuela y otras áreas, como la salud mental, las cuales se extienden a lo largo de la vida. “Simplemente no creo que hayamos hecho un buen trabajo todavía al medir cómo se ven esos resultados o los mecanismos que conducen a ellos”.

Fuente: un artículo de Emily Underwood publicado en el portal knowablemagazine.org

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