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¿Puede el funcionamiento cognitivo del cerebro humano cambiar el estado físico del cerebro?

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¿Puede el funcionamiento cognitivo del cerebro humano cambiar el estado físico del cerebro? P.ej. ¿La autoconciencia, la autorreflexión cambian el número de neuronas o sinapsis entre neuronas? Es decir. Estoy tratando de desarrollar redes neuronales auto-modificables como se describe en mi otra pregunta https://ai.stackexchange.com/questions/7966/dynamic-self-improving-self-modifying-neural-networks-which-can-simulate- Goede y yo estamos interesados ​​en el proceso biológico que puede ser análogo a las redes neuronales que se modifican a sí mismas. ¿Qué determina la estructura física del cerebro, el número de neuronas y sinapsis, y las funciones cognitivas se encuentran entre los determinantes? Supongo que, en general, los cerebros pueden ser materia menos desarrollada en comparación con las redes neuronales artificiales que los humanos pueden inventar o que pueden autoevolucionar en sílice después de un período de tiempo suficiente y es por eso que el cerebro humano puede estar más restringido en sus capacidades de auto-mejora. que en sílice ANNetworks. Una situación similar ocurre con los algoritmos genéticos que pueden permitir un número ilimitado de sexos, mientras que la biología tiene como máximo dos sexos.


La salud del cerebro se refiere a qué tan bien funciona el cerebro de una persona en varias áreas. Los aspectos de la salud del cerebro incluyen:

  • Salud cognitiva: qué tan bien piensa, aprende y recuerda
  • Función motora: qué tan bien realiza y controla los movimientos, incluido el equilibrio
  • Función emocional: qué tan bien interpreta y responde a las emociones (tanto agradables como desagradables)
  • Función táctil: qué tan bien se siente y responde a las sensaciones del tacto, incluida la presión, el dolor y la temperatura.

La salud del cerebro puede verse afectada por cambios en el cerebro relacionados con la edad, lesiones como derrame cerebral o traumatismo craneoencefálico, trastornos del estado de ánimo como depresión, trastorno por uso de sustancias o adicción, y enfermedades como la enfermedad de Alzheimer. Si bien algunos factores que afectan la salud del cerebro no se pueden cambiar, existen muchos cambios en el estilo de vida que pueden marcar la diferencia.

Un creciente cuerpo de investigación científica sugiere que los siguientes pasos están relacionados con la salud cognitiva. Los pequeños cambios pueden sumar mucho: hacerlos parte de su rutina podría ayudarlo a funcionar mejor.

La investigación muestra que una combinación de estos comportamientos de estilo de vida saludables también puede reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer.


El fitness literalmente aumenta tu capacidad intelectual, según un nuevo estudio

La próxima vez que esté contemplando saltarse un entrenamiento para terminar un proyecto en la oficina, considere este nuevo hallazgo de un estudio alemán: la aptitud física se asocia con un mejor funcionamiento cerebral en los adultos jóvenes.

Los investigadores han comprendido desde hace mucho tiempo que el ejercicio mejora el rendimiento cognitivo de las personas, incluido el funcionamiento ejecutivo, la atención y la memoria, así como la estructura cerebral. Especialmente en los adultos mayores, se ha demostrado que la actividad física aumenta el tamaño del hipocampo, que es la parte del cerebro responsable de la memoria, el aprendizaje y las emociones.

Pero Jonathan Repple, M.D., autor principal del estudio, y sus colegas tenían curiosidad por saber si esta conexión también se podría encontrar en adultos jóvenes. También querían ver si era realmente la aptitud física, en lugar de otros factores como el peso corporal o el estado educativo, lo que se asociaba con una mejor salud cerebral, le dice a CNBC Make It.

Para el estudio, los investigadores examinaron más de 1.200 resonancias magnéticas cerebrales de personas con una edad promedio de alrededor de 29 años, que provienen de una encuesta voluntaria llamada Human Connectome Project. Los voluntarios que fueron encuestados completaron una prueba de caminata de dos minutos que fue diseñada para medir su resistencia, luego tomaron una prueba cognitiva. Los investigadores encontraron que los altos niveles de resistencia se asociaron positivamente con puntuaciones más altas en el examen.

El Dr. Repple se sorprendió al descubrir que había diferencias visibles entre los cerebros de las personas "en forma" y "menos en forma", y se tradujeron en salud cerebral y un mejor rendimiento cognitivo, dice el Dr. Repple. Específicamente, aquellos que obtuvieron mejores resultados en la prueba de caminata también tenían más materia blanca en el cerebro. La materia blanca del cerebro es importante porque contiene fibras nerviosas que permiten que las señales viajen más rápido y de manera más eficiente, además protege esas fibras nerviosas de lesiones, según Medline Plus.

¿La comida para llevar? Trabajar para mejorar sus habilidades físicas podría mejorar su capacidad cognitiva, que incluye su memoria y sus habilidades para resolver problemas.

Este fue solo un estudio transversal, lo que significa que los investigadores simplemente & quot; observaron & quot; la asociación, y no pueden & # x27t decir exactamente cuánto o qué tipo de ejercicio resultaría en estos beneficios cerebrales específicos. En general, se recomienda que las personas realicen 150 minutos a la semana de actividad de intensidad moderada (una caminata rápida, andar en bicicleta o incluso hacer tareas domésticas contarían), según el Departamento de Salud y Servicios Humanos.

A continuación, el Dr. Repple dice que les gustaría experimentar con personas que tienen depresión, esquizofrenia o trastorno bipolar para ver si el ejercicio daría como resultado mejoras similares. "Sin embargo, ya hay muchos puntos en favor de esta idea", dice.


Aunque el objetivo final de la investigación neurocientífica es comprender el cerebro y cómo su funcionamiento se relaciona con la mente, la mayoría de los esfuerzos actuales se centran en gran medida en pequeñas preguntas utilizando datos cada vez más detallados. Sin embargo, podría ser posible abordar con éxito la cuestión más amplia de los mecanismos mente-cerebro si los hallazgos acumulativos de estos estudios neurocientíficos se combinan con enfoques complementarios de la física y la filosofía. El cerebro, argumentamos, puede entenderse como un sistema o red complejo, en el que los estados mentales emergen de la interacción entre múltiples niveles físicos y funcionales. Lograr un mayor progreso conceptual dependerá de manera crucial de discusiones a gran escala sobre las propiedades de la cognición y las herramientas que están disponibles actualmente o deben desarrollarse para estudiar los mecanismos de la mente y el cerebro.

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Diabetes y sistema nervioso

Paula S. Koekkoek,. Geert Jan Biessels, en Manual de neurología clínica, 2014

Dominios cognitivos y pruebas neuropsicológicas

El funcionamiento cognitivo comprende múltiples dominios cognitivos, como la memoria, el lenguaje, la construcción visual, la percepción, la atención y las funciones ejecutivas (Lezak et al., 2004). Además, la velocidad mental es una característica esencial del funcionamiento cognitivo. Estos dominios cognitivos pueden verse afectados de forma selectiva o pueden verse afectados por otros factores no cognitivos que contribuyen al desempeño de la tarea, como la motivación o el estado de ánimo. Se encuentran disponibles pruebas neuropsicológicas detalladas para evaluar el desempeño en estos dominios cognitivos. Sin embargo, es importante reconocer que la mayoría de las pruebas dependen de múltiples procesos cognitivos y, por lo tanto, no tocan un solo dominio cognitivo. Por ejemplo, en una prueba de memoria donde hay que recordar palabras, también se necesita atención para poder realizar la prueba. Al combinar varias pruebas, el patrón de alteraciones a menudo revela qué dominios tienen más probabilidades de verse afectados.

Los siguientes párrafos abordan brevemente los tres dominios que se ven afectados con mayor frecuencia en los pacientes con diabetes, a saber, la memoria, la velocidad de procesamiento de la información y las funciones ejecutivas (Brands et al., 2005 Reijmer et al., 2010). Para una descripción más detallada de los dominios cognitivos y los procedimientos de prueba cognitiva, se remite al lector a los libros de texto neuropsicológicos (Lezak et al., 2004).

La memoria generalmente se evalúa con pruebas que requieren que los pacientes recuerden una lista de palabras no relacionadas que se les presenta repetidamente. Luego se les pide que recuerden estas palabras inmediatamente después de la presentación y nuevamente después de un retraso de 30 minutos, para evaluar la memoria verbal inmediata o a corto plazo y la memoria verbal a largo plazo, respectivamente. La "memoria de trabajo" es la capacidad de mantener y manipular información durante un período de varios segundos. Esto se mide mediante la tarea de intervalo de dígitos, en la que se pide a los pacientes que repitan una lista de dígitos de longitud creciente de la misma manera que se presentan (hacia adelante) y en orden inverso (hacia atrás) (Wechsler, 1997). También hay varias pruebas disponibles que evalúan la memoria de una manera no verbal.

La velocidad de procesamiento de la información es una medida de la capacidad de procesar información en un período de tiempo limitado. Es esencial para todos los demás procesos cognitivos y depende de la integridad de la red cerebral en su conjunto. La velocidad de procesamiento de la información se prueba utilizando tareas de tiempo de reacción, como la Prueba de sustitución de símbolos de dígitos de la Escala de inteligencia de adultos de Wechsler - 3ª edición (WAIS-III) (Wechsler, 1997). En esta prueba, el paciente tiene que copiar tantos símbolos como sea posible que coincidan con los dígitos en la parte superior del papel en un período de dos minutos. La velocidad de procesamiento de la información disminuye naturalmente con la edad, pero también es sensible a la disfunción cognitiva. La prueba de tablero estriado es una prueba de velocidad psicomotora que es particularmente sensible a las modestas disminuciones cognitivas asociadas con la diabetes tipo 1 (Ryan et al., 2003 Brands et al., 2005).

Las funciones ejecutivas son necesarias para planificar y organizar todos los aspectos de la vida diaria. Son necesarios para controlar nuestro comportamiento, establecer y monitorear metas e inhibir las respuestas automáticas. Por tanto, están estrechamente relacionados con procesos de atención más complejos. El dominio también se describe como "flexibilidad mental". Este dominio puede medirse mediante la prueba de palabras de color de Stroop (Stroop, 1935) para la atención compleja y selectiva y la prueba de creación de senderos parte B (Corrigan y Hinkeldey, 1987) para la atención dividida. El elemento principal de estas pruebas es que los pacientes deben cambiar de manera eficiente entre múltiples componentes de tareas. Otra prueba ampliamente utilizada es la Prueba de fluidez verbal (Deelman et al., 1981), donde los pacientes deben generar tantas palabras como sea posible comenzando con una letra específica del alfabeto o perteneciendo a una categoría específica (por ejemplo, animales) en un minuto. .


Comentarios

Las investigaciones muestran que las mujeres tienen más posibilidades de ser reconocidas si trabajan solas que en equipo. Esto también los haría más propensos al agotamiento, ya que no hay nadie con quien compartir la carga. No es de extrañar que esto le sucediera a Araiana.

El resumen completo de la investigación del cerebro parece sugerir que el agotamiento es una variación del PTSD causado por traumas crónicos de múltiples leves en lugar de traumas graves y agudos. ¿De acuerdo?

El síndrome de fatiga crónica se está volviendo cada vez más frecuente en las naciones industrializadas. Esta enfermedad, que desarrollé, no es & # 8220 solo estar cansado & # 8221. Afecta al hipotálamo y provoca una serie de disfunciones en todo el sistema corporal. Ayudar a los profesionales y a otras personas en puestos de alta demanda debe priorizar su propio bienestar y autocuidado, incluido mantenerse al día sobre intervenciones prometedoras como el Proceso de Aligeramiento desarrollado en Europa.

Se espera que este tipo de enfermedad mental sea cada vez más frecuente en todo el mundo occidental, ya que los seres humanos se ven cada vez más obligados a competir con máquinas, robots y algoritmos. Es necesario repensar dramáticamente la forma en que funcionan las sociedades y las expectativas de la gente de un equilibrio saludable entre el trabajo y la vida. Lamentablemente, espero que muchos gobiernos continúen adoptando soluciones del siglo XIX a los problemas del siglo XXI.

Guau,
Es genial que más personas estén tomando conciencia y estudiando el agotamiento, sin embargo, ¿cómo se traduce esto en la creación del cambio institucional necesario para evitar el agotamiento en el lugar de trabajo?
¿Existe suficiente evidencia que demuestre que cuando se rompen demasiadas partes de una máquina, la propia máquina no funciona correctamente?
¿Es el agotamiento social lo suficientemente expansivo como para decir que contribuye a las disfunciones de la sociedad, como el aumento de la apatía?

Por favor ... ¿cuánto tiempo se tarda en recuperarse? ¿Se necesita dormir mucho? Necesito ayuda para recuperarme.

Eso depende de muchos factores. En mi caso, 3 meses me estabilizaron, pero pasaron muchos meses más antes de que los síntomas de pérdida de motivación, falta de confianza e hiperreactividad emocional volvieran casi a la normalidad. En esos meses ajusté mi estilo de vida a uno mucho más saludable, es decir, dormir al menos 8 horas CADA noche, comer sano, meditar regularmente, aprender a reconocer cuando me estaba estresando y alejarme de esa situación, y psicoterapia (I & # 8217d recomienda humanista). El agotamiento es más bien un mensaje muy fuerte de su cuerpo que dice: salga de esta situación venenosa. Si mejora pero simplemente vuelve a la situación que lo quemó en primer lugar, entonces no habrá escuchado a su cuerpo. Cuídate y confía en tu instinto.

He escuchado que el agotamiento hace que los músculos de los muslos y glúteos se rompan. Actualmente estoy experimentando dolor en estas áreas. ¿Cómo remedio esto?

Doy la bienvenida a este estudio de muchas maneras porque habla
al colapso que he experimentado durante toda mi vida adulta.
He sido CUIDADOR desde mi matrimonio con mi
esposo, 20 años mayor que yo, que era viudo con 2
niños, de 9 y 12 años (yo tenía 24) y # 8230 Más tarde tuve mi propio 2
Niños, así que nos convertimos en una familia de 4.
Entonces mis padres vinieron a vivir con nosotros y me encontré
trabajando en un hogar de ancianos con ancianos & # 8230
Obviamente, me tomé mi trabajo y mi vida con demasiada seriedad, ya que mi salud comenzó a deteriorarse, incluso después de la jubilación, todavía encuentro
yo mismo, a los 77 años, cuidando a quien me necesite & # 8230
A estas alturas, después de leer este artículo, me doy cuenta de que estoy completamente QUEMADO, tengo dolor en todas partes del cuerpo, no puedo dormir y haber estado tan mareado que uso un
andador para moverse & # 8230
No puedo hacer que el médico entienda lo que está pasando en
mi cuerpo, pero ahora sé que esta es una condición real para mí
y estaré eternamente agradecido de que este artículo haya contado
yo que todo está en mi cabeza y mis entrañas.

Gracias por iluminarme a través de este artículo. Creo que el "Burnout" en general es el resultado cuando el estrés (mental, emocional, físico) excede la limitación de un individuo a ese factor estresante. No solo por trabajar una semana laboral de 70 horas. Lo vemos más frecuente en el lugar de trabajo en el día de hoy debido a la semana laboral de 60 a 70 horas; sin embargo, en mi caso estuve enseñando un horario intenso de acondicionamiento físico durante 5 años, y soy un cuidador de tiempo completo para mis 3 hijos pequeños. . Me estrellé de manera similar a la mujer de este artículo en febrero de 2017 y todavía no me siento como yo misma. El doctor de mi familia no fue de ayuda y quería tratarme por ansiedad y depresión. Fue entonces cuando recurrí a un Dr. naturópata. He estado tomando suplementos durante los últimos 14 meses a pesar de las recomendaciones de mi Family Dr. Me siento mejor ahora, pero me han dicho que me llevará entre 2 y 5 años recuperarme por completo. Creo que un buen naturópata, tener paciencia en la curación y ser consciente de cuáles son sus factores estresantes y eliminarlos puede llevarlo a un camino hacia la recuperación completa.


Introducción

Los resultados de la rehabilitación después de una lesión cerebral traumática (LCT) a menudo se centran en la mejora de la función motora para reducir los impactos de la discapacidad a largo plazo (Langlois et al., 2006 Strong et al., 2007). En consecuencia, la fisioterapia (PT) puede ser una de las primeras en adoptar la integración de nuevas neurotecnologías como complementos de las terapias clínicas de mejores prácticas. En particular, es posible monitorear el progreso a través de neuroimágenes funcionales (Gattu et al., 2016 Epps et al., 2019) y estimular nuevos avances a través de la neuromodulación para promover una mejor recuperación a través de la neuroplasticidad (Li et al., 2015 Danilov y Paltin, 2018 ). Utilizando un diseño de estudio de caso longitudinal, hemos utilizado previamente imágenes funcionales multimodales, incluidas imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI), magnetoencefalografía (MEG) y electroencefalografía (EEG) para rastrear la recuperación neurofisiológica de la función motora (D & # x02019Arcy et al., 2016, 2020). En la investigación más reciente, este enfoque se amplió para combinar PT con neuromodulación utilizando neuroestimulación translingual (TLNS) para facilitar una mayor recuperación a través de la neuroplasticidad facilitada (D & # x02019Arcy et al., 2020).

Metodológicamente, el TLNS se puede realizar a través del estimulador de neuromodulación portátil (PoNS & # x000AE), un dispositivo médico de Clase II aprobado por Health Canada que aplica estimulación eléctrica secuenciada y no invasiva a la lengua (Helius Medical Technologies, Newtown, PA, EE. UU.). El PoNS & # x000AE entrega estimulación eléctrica a través de la lengua al cerebro vía los nervios craneales trigémino y facial (CNV y CN-VII, respectivamente). Se hipotetiza que la estimulación modula la función cerebral global a través de las vías ascendentes del tronco encefálico y del cerebelo, aumentando la neuroplasticidad (Herrick y Keifer, 1998 Buisseret-Delmas et al., 1999 Marano et al., 2005 Wildenberg et al., 2011 Frehlick et al. ., 2019). La estimulación prolongada en combinación con el TP ha generado una serie de mejoras, incluida la mejora de la marcha y el equilibrio en las personas que han sobrevivido a un TCE (Leonard et al., 2017 Bastani et al., 2018 Danilov y Paltin, 2018 Tyler et al., 2019 Ptito et al. al., 2020).

En los primeros ensayos, los participantes con lesión cerebral traumática leve a moderada (mmTBI) también informaron mejoras cognitivas incidentales (Danilov et al., 2015), lo que sugiere que los cambios adaptativos se extienden más allá de las funciones sensoriomotoras (Danilov y Paltin, 2018). Recientemente, usamos EEG de alta densidad para confirmar que una sola sesión de 20 minutos de estimulación TLNS aumentó significativamente las frecuencias alfa y theta, así como la actividad de microestado de atención en individuos sanos (Frehlick et al., 2019). En un estudio de seguimiento reciente (Smith et al., 2020), TLNS también mejoró significativamente la vigilancia cognitiva en individuos sanos medida utilizando el marco de signos vitales del cerebro.

El marco de los signos vitales del cerebro (Ghosh Hajra et al., 2016, 2018a Fickling et al., 2019) proporciona una evaluación rápida de las respuestas cerebrales evocadas a través de EEG cuantificado, extraído como potenciales relacionados con eventos (ERP). Los ERP proporcionan una medida fisiológica objetiva de la función cognitiva (Gawryluk y D & # x02019Arcy, 2010 Luck, 2014). El marco de los signos vitales del cerebro comprende un sistema EEG portátil con una evaluación automatizada de 6 minutos de tres respuestas ERP objetivo bien establecidas de sensación a cognición: (1) el N100 (sensación auditiva, Davis, 1939) (2) el P300 (Atención básica, Sutton et al., 1967) y (3) el Semantic N400 [Procesamiento cognitivo (Kutas y Hillyard, 1980)]. Ghosh Hajra y col. (2018b) posteriormente demostraron una respuesta N400 comparable utilizando preguntas de orientación contextual clínica comunes que se emplean con frecuencia en el punto de atención (p. Ej., Detección cognitiva clínica de rutina, como saber el día de la semana). Los tres tipos de ERP pueden obtenerse de una secuencia de estimulación auditiva compuesta por tonos y pares de palabras habladas. Las medidas de amplitud de respuesta (microvoltios) y latencia (milisegundos) se pueden extraer para cada uno de los tres ERP para un total de seis medidas (Ghosh Hajra et al., 2016). Estas medidas también se pueden convertir en puntuaciones cerebrales estandarizadas para una interpretación intuitiva dentro de un formato de gráfico de radar para visualizar una función cognitiva general y el cambio posterior a lo largo del tiempo (Fickling et al., 2019). Se ha demostrado con éxito que el marco de los signos vitales del cerebro es sensible a los cambios cognitivos tanto en el envejecimiento saludable como en las lesiones cerebrales (Ghosh Hajra et al., 2016 Fickling et al., 2019).

En consecuencia, dentro del estudio de caso longitudinal de la función motora (D & # x02019Arcy et al., 2020), investigamos si PT + TLNS también conduciría a cambios detectables en el procesamiento cognitivo utilizando el marco de signos vitales del cerebro. Con base en la evidencia hasta la fecha, planteamos la hipótesis de que TLNS aumentaría significativamente las medidas de atención y procesamiento cognitivo de los signos vitales del cerebro como una función de las mejoras globales de la neuroplasticidad.


Influencia ambiental en el cerebro en desarrollo


Autor:
Carl Sherman
Publicado:
26 de noviembre de 2014

Antes del nacimiento y temprano en la vida, el cerebro en desarrollo es sumamente sensible a su entorno. Un simposio en el Quinto Foro Anual del Cerebro de Aspen, organizado por la Academia de Ciencias de Nueva York en la ciudad de Nueva York, exploró cómo ciertos aspectos sociales y psicológicos del medio ambiente influyen en la biología y el comportamiento.

Tracy L. Bale, de la Universidad de Pensilvania, señaló que el estrés materno durante el embarazo se asocia con un mayor riesgo de trastornos del desarrollo neurológico como el autismo y la esquizofrenia en la descendencia, pero las cuestiones de tiempo siguen sin resolverse.

La investigación con animales puede dar información, dijo que los roedores perciben, procesan y reaccionan al estrés de manera similar a los humanos.

En el ratón, el embarazo muy temprano, equivalente al primer trimestre humano, parece ser un período sensible a los efectos específicos del género del estrés materno. Los machos adultos, pero no las hembras, responden de forma anormal al estrés y son un 10 por ciento más pequeños de lo normal. Transmiten estas características a su propia descendencia, lo que sugiere que el estrés prenatal ha alterado las células que se convertirán en espermatozoides.

Tan temprano en la gestación, el estrés materno no puede afectar directamente al cerebro en desarrollo, dijo Bale, pero puede actuar a través de la placenta.

Señaló que en los ratones, algunos genes ligados al sexo en la placenta producen compuestos que activan y desactivan otros genes. & # 8220 Debido a ellos, la placenta masculina y femenina están preparadas para responder de manera diferente a un entorno cambiante. & # 8221

Bale describió experimentos centrados en la N-acetilglucosamina transferasa O-unida (OGT), una enzima que está dos veces más concentrada en la placenta femenina normal que en la masculina. Entre sus funciones, OGT ayuda a construir proteínas a partir de planos de ADN. Cualquier cosa que altere la OGT representa una gran amenaza para el desarrollo normal del embrión.

& # 8220 Pensamos en OGT como el canario bioquímico en la mina de carbón placentario & # 8221, dijo.

El estrés materno reduce la OGT placentaria en ambos sexos. Debido a que el hombre normalmente tiene mucho menos, puede caer por debajo de un umbral de vulnerabilidad, propuso.

Para probar la hipótesis, el equipo de Bale & # 8217 diseñó genéticamente un ratón para que no produzca OGT placentaria en el embrión. En la edad adulta, los machos se parecían y se comportaban mucho como los hijos de madres que habían estado estresadas durante el embarazo.

& # 8220 Con solo cambiar un gen en la placenta, se puede reprogramar drásticamente cómo se está desarrollando el cerebro & # 8221, dijo Bale.

El entorno prenatal debería preparar a un animal (o humano) para su mundo futuro, dijo. Estos experimentos sugieren cómo el estrés materno podría descarrilar el proceso y generar problemas a lo largo de la vida.

Crianza y cableado

Cómo las experiencias tempranas dan forma a un circuito cerebral clave fue el tema de una charla de Nim Tottenham, de la Universidad de Columbia.

& # 8220 La amígdala es importante para aprender asociaciones emocionales y mantener la vigilancia, y fuertes conexiones con la corteza prefrontal (PFC) regulan su excitación. "Estamos interesados ​​en cómo se ve la tabla de crecimiento de este sistema", dijo.

La relación entre la amígdala y la CPF es muy diferente en los niños que en los adolescentes y los adultos & # 8220 Este cambio nos interesa cuando tratamos de identificar períodos sensibles en el desarrollo & # 8221.

Tottenham conjeturó que debido a que las estructuras subcorticales como la amígdala se desarrollan antes que la PFC, para forjar una conexión, la amígdala debe & # 8220 comenzar la conversación & # 8221.

La conectividad amígdala-PFC en estado de reposo está ausente en los niños y se desarrolla lentamente después de los 10 años, según indican los estudios de resonancia magnética funcional. & # 8220 Esto sugiere que las activaciones provocadas por el entorno son un requisito previo para establecer una arquitectura funcional adulta entre estas regiones & # 8221, dijo.

Las interacciones entre padres e hijos pueden ser fundamentales para dar forma al circuito durante este período de plasticidad, dijo Tottenham. En los roedores, la presencia de la madre calma la amígdala en las dos primeras semanas de vida e inhibe el aprendizaje del miedo basado en la amígdala. Cuando la madre está ausente, & # 8220el bebé actúa como un adulto. & # 8221

Los estudios en el laboratorio de Tottenham & # 8217 sugirieron un proceso similar en niños pequeños. La reactividad de la amígdala disminuyó cuando a los niños se les dieron fotografías de sus madres mientras estaban en el escáner, y la presencia de la madre mejoró la capacidad del niño para controlar emociones como el miedo a los extraños.

& # 8220Las modulaciones fásicas diarias de la ausencia y presencia de los padres pueden hacer un trabajo de tonificación importante para el sistema, manteniendo el sistema plástico por más tiempo y determinando cómo funcionará & # 8221, dijo.

La falta de tales fluctuaciones, como en los niños institucionalizados, puede resultar en conexiones atípicas amígdala-PFC, mayor reactividad y desregulación emocional, sugirió Tottenham. & # 8220Estos perfiles pueden reflejar adaptaciones que hace el cerebro en respuesta a entornos tempranos. & # 8221

Desarrollo desfavorecido

Martha J. Farah adoptó una perspectiva más amplia, resumiendo la investigación sobre el impacto del nivel socioeconómico bajo (NSE) en el cerebro en desarrollo. “No se trata solo de dinero: la nutrición, las toxinas ambientales, la atención prenatal, los factores del vecindario y # 8221 entran en la ecuación, dijo Farah, de la Universidad de Pensilvania y miembro de Dana Alliance. "Los efectos sobre el desarrollo infantil no son un fenómeno de umbral, 'pobre versus no pobre'. Hay & # 8217s un gradiente".

Numerosos estudios de comportamiento han encontrado que los efectos del SES se agrupan alrededor de sistemas neurocognitivos particulares, en lugar de la capacidad cognitiva general: el lenguaje, la función ejecutiva y la memoria declarativa son los más afectados ”, dijo.

Las medidas de actividad cerebral muestran más asimetría en las regiones asociadas con el lenguaje, en niños con un NSE más alto. "Hubo más activación del hemisferio izquierdo, el patrón normal para la especialización del lenguaje", dijo Farah. Un estudio encontró una mayor activación de la corteza prefrontal dorsolateral, correspondiente a un mejor procesamiento ejecutivo.

En un estudio de aprendizaje y memoria, los niños con un NSE más bajo mostraron menos actividad hipocampal que los de un NSE más alto. "Esto es bastante consistente con los datos funcionales", dijo Farah.

La imagen estructural contó una historia similar. Cinco estudios encontraron una asociación significativa entre el volumen del hipocampo y el SES. Un estudio de los NIH sobre el desarrollo normal del cerebro relacionó el SES con el grosor cortical en regiones que incluyen la corteza prefrontal, la circunvolución del cíngulo inferior y la circunvolución frontal inferior, dijo.

¿Cómo podría influir el SES en la función cognitiva? & # 8220Hay muchas vías posibles, algunas afectan directamente al cerebro y al cuerpo, otras son más psicológicas & # 8221, dijo Farah.

Los datos longitudinales basados ​​en visitas domiciliarias encontraron que la estimulación cognitiva promueve el desarrollo del lenguaje. & # 8220 Más sorprendentemente, las medidas de memoria respondieron a la crianza de los padres & # 8221 (por ejemplo, atención, afecto y actitud hacia la disciplina), dijo.

Otros estudios relacionan la crianza de los padres con el volumen del hipocampo y la estimulación cognitiva con las diferencias del lóbulo temporal. Gran parte de estos datos & # 8220 son muy consistentes con la idea de que el nivel de estrés, que sabemos que es más alto en los hogares con bajo nivel socioeconómico, podría ser un factor mediador & # 8221 Farah.

El costo de la negligencia
Charles A. Nelson, de la Universidad de Harvard, habló sobre el desarrollo en condiciones extremas.

& # 8220 El desarrollo cerebral posnatal es un período de oportunidad o vulnerabilidad que depende en gran medida de la experiencia. Cuando el cerebro espera una entrada, pero no la recibe, no sabe cómo cablear.

El abandono infantil profundo representa una situación en la que & # 8220el cerebro se ve privado de la mayoría de las experiencias esperadas durante los períodos sensibles & # 8221, dijo, y la institucionalización normalmente implica tal abandono.

Nelson describió los hallazgos del Proyecto de Intervención Temprana de Bucarest en curso, un ensayo controlado aleatorio que involucró a 136 niños abandonados al nacer en instituciones en Rumania. La mitad fueron colocados en hogares de acogida de alta calidad cuando tenían entre 6 y 31 meses de edad, y la mitad permaneció en instituciones de cuidado.

Las pruebas de seguimiento a los 12 años encontraron diferencias cognitivas y funcionales y estructurales cerebrales entre los dos grupos, y entre ambos grupos y los niños nunca institucionalizados. La edad de la colocación en hogares de guarda también marcó la diferencia.

En general, la exposición a la institucionalización en una etapa temprana de la vida conduce a la reducción de la potencia del electroencefalograma (EEG), la materia gris y blanca y la conectividad. El cuidado de crianza remedia algunas áreas, & # 8221 dijo Nelson.

Los hallazgos del EEG ejemplificaron la importancia de la sincronización. Los niños colocados en familias de acogida antes de los 24 meses mostraron una actividad cerebral sobre el lóbulo frontal tan robusta como los que nunca habían sido institucionalizados, mientras que los colocados más tarde & # 8220 parecían que nunca abandonaron la institución. & # 8221

Recientemente, los investigadores analizaron los datos de respuesta al estrés. El período previo a la eyección, una medida cardíaca de la activación simpática, fue dramáticamente diferente en los niños que habían sido institucionalizados y no habían sido institucionalizados. & # 8220Los niños colocados en hogares de acogida mostraron cierta recuperación, pero fue incompleta & # 8221 Nelson.

El cortisol, otro marcador de estrés, fue más claramente sensible al momento de la colocación familiar. & # 8220Los que fueron colocados antes de los 24 meses se parecían a los niños que nunca fueron institucionalizados & # 8221 Nelson.

La mayoría de los niños que no fueron asignados al azar a hogares de acogida habían abandonado sus instituciones a los 8 años. El hecho de que los déficits significativos perduraran respalda la conclusión de que "los efectos se transmiten por donde vivieron en los primeros años de vida", explicó Nelson.


Efectos del aprendizaje

Pocas personas establecen la conexión entre el control de glucocorticoides y el aprendizaje. Los circuitos neuronales que controlan la secreción de hormonas aprenden de las experiencias estresantes, al igual que todas las neuronas aprenden de lo que experimentan. Lo que las neuronas del circuito de control del cortisol aprenden en el estrés crónico es que los controles habituales ya no pueden funcionar.

Una respuesta típica al estrés repetido de cierto tipo (por ejemplo, peleas constantes con un cónyuge o fallas laborales repetidas) puede ser la habituación. Es como "desconectarse". La exposición repetida al mismo estrés enseña a las neuronas a dejar de responder tanto como de costumbre. Por lo tanto, los beneficios que proporcionan los glucocorticoides son menores.


RESUMEN, CONCLUSIONES Y DIRECCIONES FUTURAS

Hemos resumido un cuerpo de investigación relativamente grande y creciente que examina los cambios que ocurren a nivel cognitivo / conductual, neurofisiológico y neuroquímico después de una sola sesión de ejercicio físico. Si bien las comparaciones de los efectos cognitivos / conductuales de los estudios de ejercicio agudo en seres humanos siguen estando obstaculizadas por la falta de estándares claros o comunes en la forma en que se define o mide el ejercicio agudo, se pueden apreciar las tendencias generales. En particular, esta revisión ha destacado la amplitud y complejidad de los cambios que se han informado en los minutos u horas posteriores a una sola sesión de ejercicio aeróbico. Demostramos que los tres efectos cognitivos / conductuales más consistentes de una sola sesión de ejercicio en humanos son funciones ejecutivas mejoradas, estados de ánimo mejorados y niveles de estrés disminuidos (Fig. 1A). Neurophysiological changes have been reported after an acute bout of exercise (mainly in humans) and these results emphasize the widespread brain areas where these physiological changes have been seen (Fig. 1B). One of the most dramatic effects seen after acute exercise is the change in neurochemical levels including neurotransmitters, metabolites, growth factors, and neuromodulators, which perhaps provides the best illustration of the complexity of brain responses to acute exercise (Fig. 1C).

While clear progress has been made in our understanding of the effects of acute exercise on the brain, a number of fundamental questions/issues remain to be addressed. At the top of this list is the establishment of a standard definition for what constitutes acute exercise in people. This kind of standardization will not only facilitate comparisons across studies, but will enhance the impact of each study that uses an acute exercise standard (Table 2), as each study will be able to leverage the effects of previous studies in a more effective way. To address this issue, we suggest that standardizing the following four key acute exercise measures will go a long way to help comparisons across future acute exercise studies in people (Table 2, Supplementary Figure 1). First, based on the studies reviewed here and on previous meta-analyses [9], we suggest standardizing the duration of acute exercise studies in the following way: short duration exercise = 1 to 15 minutes moderate duration exercise = 16 to 45 minutes and long duration exercise = 46 minutes or longer. Second, based on the American College of Sports Medicine guidelines [267, 268], we propose defining the intensity of acute exercise in the following way: low-intensity exercise =≤39% of VO2 max moderate-intensity exercise = 40% to 59% of VO2 max and high-intensity exercise =≥60% VO2 máx. In addition, minute by minute recordings of heart rate data during exercise will be a valuable confirmation of the actual percentage of VO2 max levels reached during the workout. Third, to obtain a psychological measurement of perceived difficulty of the workout, the Borg Ratings of Perceived Exertion Scale [269] can be administered immediately after the end of the exercise session. Finally, we propose that all future acute exercise studies that report duration, intensity and perceived difficulty as described above can be compared using a standardized “exercise index”. This is calculated by first standardizing each of the scores above (by converting to percentage) and then averaging these scores (i.e., calculate the average of the percentage of time spent exercising in an hour (duration), the percentage of VO2 max at which the exercise was conducted (intensity), and the average percentage of the Borg Ratings of Perceived Exertion Scale reached as a result of the exercise session (perceived exertion)). We acknowledge that many other factors may be influencing the effects of acute exercise on brain physiology and function including age, body mass index, gender, health status, and fitness level this exercise index will capture 3 core features of the acute exercise session. Moreover, to facilitate collection of this data and calculation of the exercise index, we have provided a template to use for data collection in future acute exercise studies (Supplementary Figure 1). The hope is that this guideline for acute exercise standardization will allow for the consistent collection across studies of both physiological and psychological data and will facilitate easier comparisons across studies in the future.

Another key open question highlighted by Fig. 1 is understanding the relationship between the central neurochemical changes following acute exercise (Fig. 1C), mainly described in rodents, and the behavioral changes seen after acute exercise (Fig. 1A), mainly described in humans. This is related to another gap in the literature, which is the surprising lack of studies examining the effects of acute exercise on behavior/cognition in rodents. This may be, at least in part, because of the relatively long duration of typical behavioral tasks used in rodents, making it difficult to administer immediately after just a single bout of exercise. However, given the relatively large amount of data already collected in rodents on the central neurochemical changes after an acute bout of exercise, a direct examination of the relationship between the effects of acute exercise on both behavior and neurochemistry in rodents would be a valuable addition to this field. While studying acute neurochemical changes following exercise is more challenging in humans, it has been successfully examined for endorphins [240]. The development of sensitive en vivo human measurements for the many other growth factors and neurotransmitters that have been reported to respond to exercise in rodents would be of great interest.

While this review focused on the improvements in executive functioning, mood, and stress resistance seen with acute exercise (Fig. 1A), the widespread neurophysiological and neurochemical changes suggest an even larger array of potential behavioral/cognitive changes. In particular, acute exercise-induced changes in the hippocampus, parietal cortex, striatum, and cerebellum suggest a more pervasive effect, including improvements in long-term memory, recollection [270], reward-based learning [271, 272], and motor functions [273]. Certainly, these diffuse brain changes are consistent with findings from the more limited number of reports showing that acute exercise improves learning and memory functions of the hippocampus and motor functions dependent on the striatum and motor cortices [31–33, 35–39, 42]. Following up on these preliminary reports to define the full range of behavioral tasks affected by acute exercise will be an important area of future research.


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