Neurociencia del Cerebro Adolescente

El comportamiento de los adolescentes a menudo desconcierta a los adultos. Un momento parecen maduros y lúcidos, y al siguiente actúan de forma irracional o participan en conductas de riesgo. Desde una perspectiva neurológica, este comportamiento no es del todo intencional, aunque esto ofrezca poco consuelo a los padres. Los científicos teorizan que tres procesos interconectados del desarrollo cerebral adolescente son los responsables principales de estas particularidades.

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“Hay mucho sucediendo en la adolescencia, no solo en términos de cambios hormonales, sino también en el desarrollo de la estructura, química y sinapsis del cerebro, que son los puntos donde las células nerviosas se comunican entre sí”, explica Ayesha Sengupta, profesora asistente de investigación de neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts. Aunque aún queda mucha investigación por hacer, la ciencia actual señala cómo el desarrollo cerebral adolescente influye en la forma en que los adolescentes piensan y se comportan de maneras distintas a los adultos.

Una de estas diferencias tiene que ver con la forma en que el cerebro almacena, o mapea, lo que ocurre en nuestro entorno. “Debido a que el mapeo ambiental de cómo experimentamos el mundo es tan impactante en la adolescencia, diferentes generaciones pueden desarrollar diferentes mapas ambientales”, dice. “Los eventos pueden ser únicos para esa época. La Generación Z puede tener mayores preocupaciones y conciencia sobre los tiroteos escolares y el cambio climático que las generaciones anteriores, por ejemplo, porque están experimentando sus efectos más de lo que lo hicieron las generaciones anteriores como adolescentes”.

El Cerebro Adolescente: Una Obra en Construcción

Los cerebros de los niños experimentan un crecimiento masivo cuando son muy pequeños. A los 6 años, sus cerebros ya tienen entre el 90% y el 95% del tamaño adulto. Los primeros años son un momento crítico para el desarrollo cerebral, pero el cerebro aún necesita mucha remodelación antes de poder funcionar como un cerebro adulto.

Esta remodelación cerebral ocurre intensivamente durante la adolescencia, continuando hasta que el individuo tiene veintitantos años. El cambio cerebral depende de la edad, la experiencia y los cambios hormonales de la pubertad. La adolescencia es un período de crecimiento y desarrollo significativos dentro del cerebro preadolescente y adolescente.

Desarrollo de Regiones Clave

La sección más compleja del cerebro, particularmente en humanos, es la corteza prefrontal. Esta área gestiona procesos de pensamiento de orden superior y funciones ejecutivas. Es la sección del cerebro que nos ayuda a planificar, sopesar la información entrante y tomar decisiones informadas. Controla cómo nos comportamos e interactuamos con los demás. Estas son las últimas estructuras en el cerebro en madurar, y la mayor parte de esto ocurre en la adolescencia y principios de los veinte.

Una sección del cerebro llamada amígdala, junto con otras estructuras en el lóbulo temporal, se cree que tiene más control durante la adolescencia porque se desarrolla antes. Estas secciones del cerebro desencadenan emociones y respuestas inmediatas a los estímulos.

“Para la supervivencia, es importante tener reacciones rápidas, que pueden ser desencadenadas por la amígdala. Por ejemplo, si ves una cuerda en el suelo, la amígdala podría hacerte asumir: ‘¡Oh, eso es una serpiente!’”, dice Sengupta. “En general, también es importante tener esa capacidad más reflexiva que ocurre en la corteza prefrontal, lo que te ayudaría a ver que la cuerda no es una serpiente y a calmarte”.

Durante la adolescencia, los adolescentes son más propensos a reaccionar impulsivamente porque las estructuras subcorticales como la amígdala han madurado mientras que la corteza prefrontal aún se está desarrollando. Las conexiones entre la corteza frontal y la amígdala y las regiones cerebrales relacionadas tampoco están completamente formadas aún.

Cambios Estructurales: Materia Gris y Blanca

El principal cambio estructural es que las conexiones no utilizadas en la parte del cerebro encargada del pensamiento y procesamiento (llamada materia gris) se “podan”. Al mismo tiempo, otras conexiones en el cerebro (la materia blanca) se fortalecen. Esta es la forma en que el cerebro se vuelve más eficiente, basándose en el principio de “úsalo o piérdelo”.

Este proceso de poda comienza en la parte posterior del cerebro. La parte frontal, la corteza prefrontal, se remodela al final. Las conexiones de materia gris disminuyen a lo largo de la adolescencia en un patrón de U invertida (aumento seguido de disminución), lo que se cree que refleja la poda sináptica. Los estudios de resonancia magnética (MRI) muestran cambios en la cantidad de materia gris y materia blanca, y cambios en la microestructura de la materia blanca.

Muchos estudios de MRI muestran un aumento lineal constante en el volumen global de materia blanca entre la infancia y la adolescencia, con esta aumento desacelerándose y estabilizándose en la edad adulta. Este aumento difiere entre los sexos a lo largo de la adolescencia, con los hombres mostrando aumentos relacionados con la edad considerablemente más pronunciados en el volumen de materia blanca que las mujeres. Se cree que el aumento en el volumen de materia blanca se debe a la mielinización progresiva de los axones o, alternativamente, al aumento del calibre axonal.

Además de los cambios en el volumen de materia blanca, los estudios han mostrado cambios concurrentes en su microestructura. La anisotropía fraccional (FA) es una medida de MRI que describe hasta qué punto la difusión de las moléculas de agua en el cerebro es anisotrópica (no igual en todas las direcciones). Se cree que los valores altos de FA reflejan una mayor organización de los tractos de materia blanca, debido a procesos como la mielinización. Los estudios muestran consistentemente un aumento en la FA durante la adolescencia, por ejemplo, en los lóbulos frontales.

La Química Cerebral Adolescente

Sengupta y otros científicos teorizan que la adolescencia es un momento en el que el desarrollo estructural y químico del cerebro está incompleto, lo que lleva a una menor inhibición y emociones más intensas. Dos neurotransmisores (GABA y glutamato) son los principales mensajeros químicos de señales entre las células nerviosas en el cerebro. Otros químicos de señalización neural, incluyendo serotonina, dopamina, norepinefrina, acetilcolina y hormonas, también ejercen cambios en la actividad cerebral y pueden modular los efectos de GABA y glutamato.

“Una hipótesis es que hay menos GABA, que es un transmisor inhibitorio, en el cerebro adolescente”, dice Sengupta. “También creemos que hay diferentes niveles o funciones de los neurotransmisores moduladores en el cerebro adolescente que en el cerebro adulto”.

La propia investigación de Sengupta examina las comunicaciones en la amígdala y la corteza prefrontal del cerebro, investigando el papel del glutamato y cómo puede ser modulado por la dopamina y la serotonina. “Algo que vemos en todas las especies en la adolescencia es que cuando un adolescente aprende una memoria de miedo simple —por ejemplo, en roedores probamos los efectos de aprender y desaprender la asociación de un tono emparejado con un estímulo negativo— es mucho más difícil extinguir ese miedo que si se aprende como niño o adulto”, dice.

El trabajo de Sengupta se centra en el aprendizaje del miedo y la recompensa, y por qué esos aprendizajes emocionales son menos fáciles de extinguir en la adolescencia. Está examinando qué sucede cuando se presentan estímulos positivos y negativos juntos en el mismo entorno para competir por las salidas de toma de decisiones en la adolescencia.

La Influencia Crucial de la Pubertad

La adolescencia se refiere al período de desarrollo físico y psicológico entre la infancia y la edad adulta. El comienzo de la adolescencia está anclado al inicio de la pubertad, que trae alteraciones dramáticas en los niveles hormonales y una serie de cambios físicos consecuentes. El inicio de la pubertad también se asocia con cambios profundos en impulsos, motivaciones, psicología y vida social; estos cambios continúan a lo largo de la adolescencia.

La pubertad comprende tres eventos endocrinos: adrenarquia, gonadarquia y activación del eje de crecimiento. La gonadarquia, a menudo considerada la pubertad en sí misma, es un proceso biológico que comienza con la activación del eje hipotalámico-pituitario-gonadal y termina con la obtención de la competencia reproductiva. Los ovarios y testículos en maduración secretan esteroides gonadales como estrógeno y testosterona, respectivamente, que desencadenan cambios en los órganos reproductores y la aparición de características sexuales secundarias.

La adrenarquia, o activación del eje hipotalámico-pituitario-adrenal, a menudo comienza antes que la gonadarquia. Los andrógenos suprarrenales comienzan a aumentar al inicio de la adrenarquia y contribuyen al desarrollo de características sexuales secundarias como el vello axilar y púbico.

Los esteroides gonadales (estrógeno y testosterona) y sus contrapartes suprarrenales más débiles influyen en la apariencia física y también afectan el cerebro y el comportamiento. Estos efectos se hipotetizan a través de procesos de organización (tempranos) y activación (en la pubertad). Los estudios en animales sugieren que los eventos hormonales de la pubertad desencadenan un segundo período de reorganización estructural y plasticidad en el cerebro.

Los estudios de resonancia magnética han comenzado a investigar la relación entre el desarrollo cerebral estructural, el género y la pubertad. Por ejemplo, se ha observado una asociación positiva entre los niveles de testosterona y la densidad de materia gris global en hombres, y una asociación negativa entre los niveles de estradiol y la densidad de materia gris en mujeres. También hay evidencia de efectos específicos de región y género de las medidas puberales en las medidas cerebrales estructurales, como la relación positiva entre la etapa de Tanner (una medida del desarrollo puberal) y el volumen de materia gris en la amígdala, e inversamente, una relación negativa con el volumen del hipocampo, independientemente del género.

En cuanto a la materia blanca, las trayectorias de desarrollo difieren en función de las medidas puberales. Se ha informado una relación positiva entre la concentración de LH y la densidad de materia blanca en la infancia temprana. Durante la adolescencia, las trayectorias de desarrollo del volumen de materia blanca, así como el MTR (ratio de transferencia de mielina), difieren entre los sexos, lo que sugiere una posible influencia de las hormonas.

En cuanto al desarrollo cognitivo, pocos estudios se han centrado específicamente en el efecto de la pubertad. Existe alguna evidencia preliminar de un “bajón” puberal en el procesamiento de caras emocionales. También hay evidencia de que las hormonas sexuales pueden influir en el comportamiento de manera diferente durante la pubertad que en la edad adulta. Por ejemplo, la búsqueda de sensaciones, un contribuyente al comportamiento de riesgo, parece estar más fuertemente ligada a la pubertad que a la edad cronológica. Estudios han encontrado que adolescentes con desarrollo puberal más avanzado tienen mayores puntuaciones en búsqueda de sensaciones.

Comportamiento Adolescente Visto desde la Neurociencia

La combinación del cerebro único de un adolescente y su entorno influye en la forma en que actúa, piensa y siente. Las actividades y habilidades preferidas pueden quedar “cableadas” en el cerebro. La forma en que los preadolescentes y adolescentes pasan su tiempo es crucial para el desarrollo cerebral. La búsqueda de sensaciones y la búsqueda de novedades pueden ocurrir más en adolescentes que están aprendiendo sus límites sin tener los efectos reguladores de una corteza prefrontal o química cerebral más desarrolladas. “Todo se siente más intenso en los adolescentes. Por lo tanto, es más memorable y los hace más vulnerables a sus efectos”, dice Sengupta.

Parte de la composición neurológica de un adolescente, como una predisposición a la ansiedad o ciertas enfermedades mentales, será heredada. Muchas de estas enfermedades se manifiestan por primera vez en la adolescencia. Modelos de ratón de rasgos genéticos humanos demuestran que los comportamientos ansiosos heredados ya son aparentes en la adolescencia.

El miedo aprendido también ocurre a lo largo de la vida. Pero las experiencias se sienten más profundamente y se forman con mayor intensidad en los adolescentes y parecen ser menos propensas a ser “desaprendidas” que si esas experiencias ocurren en la infancia o la edad adulta.

“Los adolescentes están aprendiendo sus límites mientras que su función ejecutiva, química cerebral y conexiones sinápticas están en flujo”, dice Sengupta. “Esta ventana impresionable de experiencias nuevas y destacadas puede ser la razón por la que vemos más accidentes automovilísticos, trastornos alimentarios y suicidios durante este período”.

El Entorno y las Experiencias Moldean el Cerebro

La forma en que los preadolescentes y adolescentes pasan su tiempo es crucial para el desarrollo cerebral. Vale la pena pensar en la variedad de actividades y experiencias en las que participa un adolescente, por ejemplo, música, deportes, estudio, idiomas, videojuegos. ¿Cómo están moldeando el tipo de cerebro que el adolescente llevará a la edad adulta?

El entorno, incluyendo la familia, juega un papel importante. La forma en que los adultos guían e influyen en el adolescente será importante para ayudarlo a construir un cerebro saludable también. Esto se puede hacer fomentando comportamientos positivos, promoviendo buenas habilidades de pensamiento y ayudando al adolescente a dormir lo suficiente.

Tabla Comparativa: Cerebro Adolescente vs. Adulto

Apoyo al Desarrollo Cerebral Saludable

Mientras el cerebro de un adolescente se desarrolla, es posible que:

• Elija actividades de alto riesgo o comportamientos arriesgados.
• Exprese emociones más fuertes e intensas.
• Tome decisiones impulsivas.

Aquí hay estrategias para fomentar el comportamiento positivo y fortalecer las conexiones cerebrales positivas:

• Permitir que el adolescente tome algunos riesgos saludables (exploración segura).
• Ayudar al adolescente a encontrar nuevas formas de expresar y gestionar sus emociones (deportes, arte, escritura).
• Trabajar las decisiones paso a paso con el adolescente, discutiendo opciones y consecuencias.
• Usar rutinas familiares para dar estructura.
• Proporcionar límites y oportunidades para negociar esos límites.
• Ofrecer elogios y recompensas frecuentes por el comportamiento positivo.
• Ser un modelo a seguir positivo.
• Mantenerse conectado con el adolescente, mostrando interés en sus actividades y amigos.
• Hablar con el adolescente sobre el desarrollo de su cerebro.

Las habilidades de pensamiento también se desarrollan. El adolescente comenzará a pensar de forma más lógica, abstracta, a captar señales emocionales de otros y a resolver problemas complejos. Se puede apoyar esto fomentando la empatía, enfatizando las consecuencias inmediatas y a largo plazo, adaptando el lenguaje y ayudando a desarrollar habilidades de toma de decisiones y resolución de problemas.

Durante la adolescencia, los patrones de sueño cambian debido a las hormonas, pero el adolescente aún necesita dormir lo suficiente para su salud y desarrollo general, incluido el desarrollo cerebral. Ayudar a establecer buenos hábitos de sueño es crucial.

Implicaciones Sociales y Legales

Los tribunales de Estados Unidos reconocen cada vez más que los cerebros de adolescentes y adultos son bastante diferentes, cambiando la forma en que el sistema legal penal maneja a los infractores adolescentes. A partir de 2023, 27 estados y el Distrito de Columbia han prohibido la práctica de sentenciar a niños y adolescentes menores de 18 años a cadena perpetua sin libertad condicional.

Si bien esperamos que la mayoría de los adolescentes lleguen a la edad adulta sin problemas mayores, las familias, las escuelas y, cada vez más, los tribunales, reconocen que “la adolescencia es un período vulnerable del desarrollo cerebral”.

Preguntas Frecuentes

¿Por qué los adolescentes actúan de forma tan impulsiva?

Se debe en parte a que la corteza prefrontal, responsable de la planificación y el control de impulsos, aún está madurando, mientras que la amígdala, asociada con las emociones y reacciones inmediatas, está más desarrollada y activa.

¿Por qué las emociones parecen más intensas en la adolescencia?

La amígdala tiene un papel más dominante en esta etapa, y los cambios en la química cerebral, incluyendo neurotransmisores y hormonas, contribuyen a una mayor intensidad emocional y menor inhibición.

¿Cómo afecta el sueño al desarrollo cerebral adolescente?

El sueño es crucial. Aunque los patrones de sueño cambian hormonalmente, el cerebro en desarrollo intensivo necesita descanso adecuado para la remodelación, la poda sináptica y el fortalecimiento de conexiones.

¿Las experiencias de vida realmente moldean el cerebro adolescente?

Sí, el principio de “úsalo o piérdelo” es clave. Las actividades, interacciones y experiencias del adolescente fortalecen ciertas conexiones neuronales y eliminan otras, literalmente dando forma al cableado cerebral que llevará a la edad adulta.

¿Qué es la poda sináptica?

Es un proceso natural en el que el cerebro elimina las conexiones neuronales (sinapsis) que no se usan o no son eficientes. Esto ayuda a que el cerebro se vuelva más eficiente y especializado en función de las experiencias del adolescente.

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