Desarrollo neuronal y contaminación

Marta Bueno y José R. Alonso

Para buscar soluciones y frenar inercias en el acuciante problema del cambio climático hace falta, además de voluntad, compromiso e investigación, cerebro. Este artículo, no obstante, no pretende fomentar el buen uso de las neuronas para amortiguar esta emergencia ambiental sino plantear que nuestro mundo postindustrial está influyendo sobre el desarrollo cerebral de nuestros hijos. Sabemos que la contaminación en las ciudades supone uno de los problemas más importantes para nuestra salud. No es algo que nos pille de nuevas. Durante gran parte del siglo XX utilizamos tetraetilo de plomo como aditivo para las gasolinas. Un científico, Derek Bryce-Smith, estuvo entre los primeros que alertaron de la neurotoxicidad de este componente, especialmente para el cerebro de los niños. En la actualidad, las gasolinas con plomo están prohibidas en casi todo el mundo, pero la contaminación ambiental puede ocasionar graves daños en el desarrollo neural, en particular en los más pequeños.

La exposición temprana a la contaminación atmosférica plantea un riesgo significativo para el crecimiento del cerebro debido a la presencia de sustancias tóxicas, tanto de forma directa (partículas diésel, monóxidos de carbono y de nitrógeno, dióxidos de carbono y de azufre, etc.) como por mecanismos indirectos que involucran a los sistemas circulatorio, respiratorio o digestivo. Vivir en entornos muy contaminados, grandes ciudades o cerca de grandes carreteras, está asociado a efectos negativos en procesos cognitivos, conductuales y psicomotrices, sobre todo en los niños.

También se ha estudiado la influencia de la polución atmosférica sobre la estructura cerebral. Una investigación llevada a cabo en Estados Unidos (Beckwith et al., 2020) analizó si la exposición infantil a ambientes contaminados relacionados con el tráfico estaba asociada con diferencias en el volumen cerebral y el grosor cortical en el cerebro de los niños. Los investigadores utilizaron técnicas de resonancia magnética para obtener imágenes cerebrales de participantes de 12 años caracterizados por haber estado expuestos a niveles altos o bajos de contaminación atmosférica durante su primer año de vida. Emplearon la morfometría basada en vóxeles, una técnica de neuroimagen que produce representaciones en 3D con buena resolución de distintas regiones cerebrales. En los participantes del grupo de alta exposición a la contaminación se encontró una reducción del volumen de áreas de materia gris situadas en las circunvoluciones pre y post central izquierda, el cerebelo y el lóbulo parietal inferior. También observaron una reducción del grosor cortical en los niños con alta exposición a ambientes contaminados en relación con aquellos con baja exposición, principalmente en las regiones sensoriomotoras del cerebro, incluidas las circunvoluciones pre y postcentrales y el lóbulo paracentral, pero también dentro de las regiones frontales y límbicas.

Antes de precipitarnos hacia conclusiones confusas, nos detenemos en el desarrollo neuronal en los niños. La formación y evolución del cerebro humano es un proceso complejo que se lleva a cabo en un periodo largo de tiempo. Durante el embarazo se forman las estructuras básicas del cerebro y comienzan a establecerse los circuitos neuronales que controlarán el movimiento, el habla, la memoria y otras funciones cognitivas. También se desarrollan estructuras que están implicadas en el funcionamiento de otros órganos: control hormonal, sistema neuromuscular, inervación de glándulas, etc. En el momento del nacimiento el cerebro tiene aproximadamente una cuarta parte de su tamaño adulto y los circuitos neuronales involucrados en funciones orgánicas vitales como la respiración están bien desarrollados. Sin embargo, la corteza cerebral está todavía inmadura. Las seis capas corticales se van formando durante los primeros dos años de vida, pero siguen desarrollándose durante las primeras dos décadas. Las funciones cognitivas, que son esenciales para el aprendizaje, experimentan un desarrollo considerable entre los 6 y 10 años, y continúan creciendo y madurando durante la adolescencia.

La exposición a agentes contaminantes del aire producidos por los combustibles fósiles durante el embarazo o la infancia pueden relacionarse con retrasos en el desarrollo cognitivo. Estos contaminantes del aire ¿inciden de forma significativa en el aprendizaje? En un metanálisis (Sunyer et al., 2015), los investigadores evaluaron si la exposición de niños de 7 a 10 años a contaminantes del aire relacionados con el tráfico en las escuelas de Barcelona se asociaba con un deterioro del desarrollo cognitivo. Estudiaron grupos de alumnos que se diferenciaban en los niveles de contaminación que les rodeaban y utilizaron pruebas computarizadas para medir el desarrollo de la memoria de trabajo y la concentración. Repitieron la pruebas cada tres meses a lo largo de un período de un año en 2715 niños de primaria que estudiaban en 39 escuelas expuestas a niveles altos o bajos de contaminación del aire relacionada con el tráfico y emparejados por índice socioeconómico; es decir, los niños fueron organizados por parejas donde uno procedía de una escuela situada en una zona muy contaminada y otro de otra poco contaminada pero ambos eran del mismo nivel socioeconómico, lo que permitía eliminar en lo posible esta variable tan determinante del rendimiento escolar.

El tratamiento estadístico de los datos indicó que el aumento en el desarrollo cognitivo a lo largo del año entre los niños que asisten a escuelas de zonas altamente contaminadas fue menor que el de los niños que van a escuelas de zonas poco contaminadas, incluso después de ajustar factores adicionales que podrían afectar a los procesos cognitivos. Así, por ejemplo, hubo un aumento del 11,5% en la memoria de trabajo al cabo de doce meses en los niños de las escuelas poco contaminadas, pero solo un aumento del 7,4% en la memoria de trabajo durante ese periodo de tiempo de un año, en aquellos de las escuelas de entornos con mucha polución ambiental.

Estos hallazgos sugieren que, en comparación con la asistencia a escuelas en zonas con muy poca contaminación, los niños que van a escuelas con mucha contaminación pueden tener un incremento menor en el rendimiento cognitivo. La precisión de estos datos puede estar limitada por la influencia de otros factores; es decir, los niños que asisten a escuelas donde la contaminación es alta podrían haber compartido otras características desconocidas que afectaron a su desarrollo cerebral.

Se pone así de manifiesto que la contaminación del aire afecta al desarrollo de funciones cognitivas, pero, en este caso como en muchos otros, la plasticidad de nuestro cerebro es la gran baza. Esta asombrosa capacidad de reestructuración de áreas neuronales nos permite seguir aprendiendo, crear nuevas conexiones, incluso en entornos adversos. Por encima de factores ambientales, o mejor, buscando también corregir éstos, podemos hacer todo lo posible para reforzar el impulso de la motivación, las emociones positivas, la confianza, lo novedoso, los retos, etc. Aprender y seguir cuidando un órgano tan complejo, potente y vulnerable como es el cerebro humano. Es importante no olvidar que un aire limpio favorece un desarrollo óptimo del sistema nervioso y por esta razón, entre otras también muy valiosas, sería necesario usarlo para pensar en soluciones que dejen a los que vienen detrás lo mismo que nosotros recibimos: un maravilloso y habitable planeta azul.

 

Referencias

  • Beckwith T, Cecil K, Altaye M, Severs R, Wolfe C, Percy Z, Maloney T, Yolton K, LeMasters G, Brunst K, Ryan P (2020) Reduced gray matter volume and cortical thickness associated with traffic-related air pollution in a longitudinally studied pediatric cohort. PLoS ONE 15(1): e0228092. DOI: 10.1371/journal.pone.0228092
  • Sunyer J, Esnaola M, Alvarez-Pedrerol M, Forns J, Rivas I, López-Vicente M, Suades-González E, Foraster M, Garcia-Esteban R, Basagaña X, Viana M, Cirach M, Moreno T, Alastuey A, Sebastian-Galles N, Nieuwenhuijsen M, Querol X (2015) Association between Traffic-Related Air Pollution in Schools and Cognitive Development in Primary School Children: A Prospective Cohort Study. PLoS Med 12(3): e1001792. DOI:10.1371/journal.pmed.1001792

 

Autor: José R. Alonso

Neurobiólogo. Catedrático de la Universidad de Salamanca. Escritor.

4 comentarios en “Desarrollo neuronal y contaminación”

  1. Investigadores con experiencia en epidemiologia ambiental, neuropsicologia, psiquiatria y neurociencia cognitiva del desarrollo se reunieron en Barcelona en un debate de dos dias de duracion coorganizado por B-Debate, una iniciativa de Biocat y de la Obra Social “la Caixa”, y por el Centro de Investigacion en Epidemiologia Ambiental (CREAL ), centro aliado ISGlobal. El debate se centro en la neuroimagen y en los enfoques neuropsicologicos para la evaluacion del cerebro y la cognicion en el desarrollo tipico de ninos y adolescentes y los retos de la evaluacion de la exposicion medioambiental para los estudios realizados en la poblacion general. El objetivo final era generar un consenso sobre la importancia de los estudios basados en la poblacion que integran la informacion en diferentes niveles: molecular, de sistemas y poblacional. El debate cubrio tres areas estrategicas: la contaminacion ambiental y la ciencia poblacional, las medidas de desarrollo del cerebro, y las recomendaciones y conclusiones futuras. Recientemente hemos publicado un articulo cientifico en Neuroepidemiology en el que tratabamos ampliamente estas cuestiones.

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