Cómo se desarrolla y madura el cerebro humano desde la concepción hasta la muerte

Representar cómo cambia el cerebro a lo largo de la vida ha sido desde hace años el objetivo de muchos expertos en neuroimagen. Aunque cada vez se conocen más datos sobre la morfología de este órgano, hasta ahora no existían estándares para cuantificar su maduración y envejecimiento saludable, a diferencia de las tablas de crecimiento para rasgos antropométricos como la altura y el peso, usados en la asistencia sanitaria pediátrica.

Ahora, un nuevo estudio publicado en la revista Nature muestra gráficos de referencia para el desarrollo del cerebro humano a lo largo de la vida. Estos índices –construidos mediante el análisis de escáneres cerebrales de más de 100.000 participantes de todo el mundo– podrían tener aplicaciones futuras para la evaluación digital de la salud y el diagnóstico de enfermedades a cualquier edad.

Estos gráficos construidos mediante el análisis de escáneres cerebrales de más de 100.000 participantes de todo el mundo

El trabajo, liderado por Richard Bethlehem, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), y Jakob Seidlitz, de la Universidad de Pensilvania (EEUU), coteja los datos de 123.984 resonancias magnéticas de individuos entre los 115 días después de la concepción y los 100 años, procedentes de más de 100 análisis de todo el mundo.

Así, se pusieron de manifiesto los periodos críticos del desarrollo, como el aumento aproximado del 70 % del tamaño del cerebro entre las 17 semanas después de la concepción y los tres años. El modelo, llamado BrainChart, también permitió detectar patrones de cambios en la anatomía cerebral asociados a una patología; como la transición de un diagnóstico de deterioro cognitivo leve al de alzhéimer.

"Muchos de nuestros resultados se habían planteado como hipótesis con anterioridad y, en cierta medida, ya se conocían. Nosotros hemos añadido más precisión y la evaluación de la cantidad de variación individual que no habría sido posible sin esos datos masivos", explica Bethlehem.

"Además, matizar la velocidad de desarrollo de propiedades específicas como el grosor cortical o el periodo de diferenciación entre la materia gris y la blanca (los tipos de tejido más abundantes en el cerebro) no se había hecho antes de forma exhaustiva", añade.

Crecimiento y contracción del cerebro

Los gráficos cerebrales han permitido a los investigadores confirmar –y en algunos casos, mostrar por primera vez– hitos del desarrollo cerebral, como a qué edad alcanzan su máximo volumen las principales clases de tejidos y cuándo llegan a la madurez determinadas regiones del órgano.

El volumen de la materia blanca se incrementa rápidamente desde la mitad de la gestación hasta la primera infancia y alcanza su punto máximo justo antes de los 29 años

Otro de los hallazgos ha sido en relación con el volumen de materia gris, que aumenta rápidamente a partir de la mitad de la gestación y alcanza su punto máximo justo antes de los seis años; y cómo a continuación comienza a disminuir lentamente. De la misma forma, el volumen de la materia blanca también se incrementa rápidamente desde la mitad de la gestación hasta la primera infancia y alcanza su punto máximo justo antes de los 29 años.

Por otra parte, la disminución del volumen de la materia blanca comienza a acelerarse a partir de los 50 años, mientras que el volumen de materia gris en el subcórtex (que controla las funciones corporales y el comportamiento básico) alcanza su máximo en la adolescencia, a los 14 años y medio.

"Todavía estamos en una fase muy temprana, aunque los gráficos ya empiezan a proporcionar información interesante sobre el desarrollo del cerebro. A medida que el escaneo cerebral se abarate y se haga cada vez más accesible, esperamos que nuestras tablas permitan más estándares cuantitativos y faciliten los descubrimientos neurocientíficos", apunta el experto de Cambridge.

Lejos de la práctica clínica

Aunque por el momento no están pensados para su uso clínico, el equipo espera que los gráficos se conviertan en una herramienta de rutina en la consulta. No obstante, los autores subrayan que será necesario realizar importantes investigaciones en el futuro antes.

"La principal limitación es que, por el momento, solo contamos con los datos de estudios sesgados hacia América del Norte y Europa y que implican en gran medida a personas que viven en ciudades de clase media o alta", puntualiza Bethlehem.

El equipo espera que  se conviertan en una herramienta de rutina en la consulta

Los científicos esperan hacer las tablas más representativas de toda la población y señalan la necesidad de obtener más datos de resonancia magnética sobre grupos socioeconómicos y étnicos hasta ahora poco representados.

Además, al ofrecer estos gráficos en un formato interactivo y de libre acceso, prevén que la base de datos seguirá evolucionando gracias a la colaboración de otros grupos de especialistas. "Algún día, si el escaneo cerebral se convierte en una parte normal de la práctica clínica rutinaria, esperamos estar preparados para proporcionar conocimientos significativos a los pacientes y sus familias", concluye.