Desarrollo neuronal y contaminación

Nuestro mundo postindustrial está influyendo sobre el desarrollo cerebral de nuestros hijos. Sabemos que la contaminación en las ciudades supone un grave problema de salud y 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 y sus peligrosos daños, especialmente en el cerebro de los niños. En la actualidad las gasolinas con plomo están prohibidas en casi todo el mundo, pero la contaminación atmosférica ligada al tráfico puede ocasionar graves daños en el neurodesarrollo, 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 nocivas, tanto de forma directa como por mecanismos indirectos que involucran los sistemas circulatorio, respiratorio o digestivo. Vivir en entornos muy contaminados, grandes ciudades o cerca de grandes vías de comunicación está asociado a efectos negativos en procesos cognitivos, conductuales y psicomotrices, sobre todo en los niños.

También se han estudiado las alteraciones de la estructura cerebral. La exposición infantil a ambientes contaminados relacionados con el tráfico estaba asociada con diferencias en el volumen cerebral y el grosor cortical en los niños incluidos en un estudio longitudinal. Los investigadores utilizaron técnicas de resonancia magnética para obtener imágenes cerebrales de participantes de 12 años que habían estado expuestos a niveles altos o bajos de contaminación atmosférica durante su primer año de vida. Emplearon la morfometría basada en vóxeles, es decir, unas representaciones en 3D de buena resolución de distintas regiones cerebrales. En los participantes del grupo de alta exposición a contaminación se encontró una reducción del volumen de las 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 muy expuestos a ambientes contaminados, siempre en comparación con aquellos con baja exposición, en las regiones sensoriomotoras del cerebro, especialmente en las circunvoluciones pre y postcentrales y el lóbulo paracentral, pero también en las regiones frontales y límbicas.

Antes de precipitarnos hacia conclusiones erróneas, debemos detenernos 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 desarrollo fetal 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 controlarán el funcionamiento de otros órganos. En el momento del nacimiento el cerebro tiene aproximadamente una cuarta parte de su tamaño adulto y los circuitos neuronales que están implicados en funciones corporales vitales como la respiración están bien desarrollados. Si embargo, la corteza cerebral, la región del cerebro involucrada en las funciones superiores, está poco desarrollada. Las seis capas corticales se van formando durante los primeros dos años de vida. 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 los contaminantes del aire producidos por los combustibles fósiles durante el embarazo o la infancia parece tener una relación con retrasos en el desarrollo cognitivo. Una duda es si estos contaminantes del aire son realmente perjudiciales para el aprendizaje. En un metanálisis denominado el estudio BREATHE, los investigadores evaluaron en niños de 7  a 10 años de las escuelas de Barcelona si la exposición a contaminantes del aire relacionados con el tráfico se asociaba con un deterioro del desarrollo cognitivo, estudiando grupos que se diferenciaban en los niveles de contaminación que les rodeaban.

Cada tres meses a lo largo de un año utilizaron pruebas asistidas por ordenador para medir el desarrollo de la memoria de trabajo y la concentración 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 emparejadas por índice socioeconómico; es decir, se hicieron parejas de niños procedentes de una escuela situada en una zona muy contaminada y otra poco contaminada, pero del mismo nivel socioeconómico. El tratamiento estadístico de los datos indicó que el aumento en el desarrollo cognitivo a lo largo del tiempo entre los niños que asisten a escuelas de zonas altamente contaminadas fue menor que el de los niños que van a escuelas poco contaminadas, incluso después de ajustar factores adicionales que podrían afectar a los procesos cognitivos. Así, por ejemplo, al cabo del año hubo un aumento del 11,5% en la memoria de trabajo en los niños de las escuelas poco contaminadas, pero solo un aumento del 7,4% en la memoria de trabajo en las escuelas situadas en zonas altamente contaminadas.

Estos hallazgos sugieren que, en comparación con la asistencia a escuelas expuestas a bajos niveles de contaminación del aire relacionada con el tráfico, los niños que van a escuelas con mucha contaminación pueden tener un progreso menor en el desarrollo cognitivo. La interpretación de estos datos puede estar limitada por la influencia de otros factores; es decir, los niños que asisten a escuelas donde la contaminación relacionada con el tráfico es alta podrían haber compartido otras características desconocidas que afectaron su desarrollo cognitivo.

Es importante destacar que no hay una relación directa entre la contaminación del aire y una capacidad mermada para aprender. Sabemos que la creación de nuevos circuitos neuronales cuando se aprende es espectacular y se reestructuran regiones cerebrales incluso obviando partes dañadas o relegadas. Por lo tanto, no sería impedimento para un aprendizaje óptimo un menor volumen en áreas corticales. La neurociencia nos revela lo plástico del cerebro para recablearse e ir madurando toda la circuitería neuronal basada en los efectos positivos de la motivación, los conocimientos previos, las emociones positivas, la confianza, lo novedoso, los retos, etc. Es cierto que los resultados de las investigaciones mencionadas sugieren que el cerebro en desarrollo puede ser vulnerable a la contaminación del aire relacionada con el tráfico, una conclusión que tiene implicaciones para tener en cuenta regulaciones de niveles de contaminación del aire y para la ubicación de nuevas escuelas.

Estas evidencias de alteraciones significativas en algunas zonas corticales no son tan relevantes como para impedir una evolución en el desarrollo cognitivo de los niños. Hay que ser conscientes de que hay multitud de variables que influyen en la manera de aprender y en la asimilación de lo aprendido. Por lo tanto, una concentración de moléculas de dióxido de carbono en el aire no es responsable de una mala racha con calificaciones bajas o de las pocas ganas para preparar el próximo examen. Si el aire puro fuera tan determinante, los estudiantes de escuelas en zonas rurales no tendrían excusa para desaprovechar su gruesa capa de materia gris.

Para leer más:

  • Rivas I, M Viana, T Moreno, M Pandolfi, F Amato, C Reche, L Bouso, M Àlvarez-Pedrerol, A Alastuey, J Sunyer, X Querol (2014) Child exposure to indoor and outdoor air pollutants in schools in Barcelona, Spain. Environ Int 69: 200-212.

Autor: José R. Alonso

Neurobiólogo. Catedrático de la Universidad de Salamanca. Escritor.

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