Enriquecimiento ambiental (neural)

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Un roedor no es estimulado por el medio ambiente en una jaula de alambre, y esto afecta su cerebro negativamente, particularmente la complejidad de sus conexiones sinápticas

Enriquecimiento ambiental es la estimulación de la cerebro por su entorno físico y social. Cerebros en entornos más ricos, más estimulantes tienen tasas más altas de sinaptogénesis y más complejo cenadores dendrita, conduce a mayor actividad del cerebro. Este efecto lleva a cabo principalmente durante neurodesarrollo, pero también durante la edad adulta en un menor grado. Con extra sinapsis También hay actividad sináptica creciente, llevando a un aumento en el tamaño y el número de glial células de apoyo a la energía. También mejora el enriquecimiento ambiental tubo capilar vasculation, proporciona energía extra a las neuronas y células gliales. El neuropilo (neuronas, células gliales, capilares, combinados) se expande, engrosamiento de la corteza. Investigación sobre cerebros de roedores sugiere que el enriquecimiento ambiental también puede conducir a una mayor tasa de neurogénesis.

Las investigaciones en animales se encuentra que el enriquecimiento ambiental podría ayudar el tratamiento y la recuperación de numerosos trastornos relacionados con el cerebro, incluyendo Enfermedad de Alzheimer y aquellos conectados a envejecimiento, mientras que la falta de estimulación pudiesen afectar el desarrollo cognitivo. Por otra parte, esta investigación también sugiere que el enriquecimiento ambiental conduce a un mayor nivel de Reserva cognitiva, la resistencia del cerebro a los efectos de condiciones tales como envejecimiento y demencia.

Investigación en seres humanos sugiere que la falta de retrasos de estimulación y perjudica el desarrollo cognitivo. Investigación también encuentra que alcanzar y participar en niveles superiores de enseñanza, entornos en los que personas participan en los más difíciles cognitivamente estimulando actividades, resulta en una mayor reserva cognitiva.

Contenido

  • 1 Investigación temprana
  • 2 Sinapsis
    • 2.1 Sinaptogénesis
    • 2.2 Complejidad dendrita
    • 2.3 Consumo de energía y actividad
    • 2.4 Estimulación de aprendizaje motor
    • 2.5 Transmisión materna
  • 3 Neurogénesis
  • 4 Mecanismos
  • 5 Rehabilitación y recuperación
    • 5.1 Rehabilitación neurológica
      • 5.1.1 Autismo
      • 5.1.2 Enfermedad de Alzheimer
      • 5.1.3 Enfermedad de Huntington
      • 5.1.4 Enfermedad de Parkinson
      • 5.1.5 Accidente cerebrovascular
      • 5.1.6 Síndrome de rett
      • 5.1.7 Ambliopía
      • 5.1.8 Privación sensorial
      • 5.1.9 El envenenamiento por plomo
      • 5.1.10 Lesiones de la médula espinal crónica
      • 5.1.11 Estrés de privación materna
      • 5.1.12 Abandono infantil
    • 5.2 Reserva cognitiva
      • 5.2.1 Envejecimiento
      • 5.2.2 Exposición prenatal y perinatal cocaína
  • 6 Seres humanos
    • 6.1 Cambios de la corteza cerebral localizada
    • 6.2 Privación institucional
    • 6.3 Resiliencia y reserva cognitiva
  • 7 Véase también
  • 8 Notas
  • 9 Bibliografía
  • 10 Enlaces externos

Investigación temprana

Donald O. Hebb en 1947 encontró que ratas criadas como animales domésticos se desempeñaron mejor en las pruebas para resolver problema de ratas criadas en jaulas.[1] Sus investigaciones, sin embargo, no investigó el cerebro ni uso estandarizado empobrecida y ambientes enriquecidos. Haciendo investigación esto primero se inició en 1960 en la Universidad de California, Berkeley por Mark Rosenzweig, quien comparó las ratas solas en jaulas normales, y los colocadosen en los juguetes, escaleras, túneles, ejecutando las ruedas en grupos. Esto encontró que crecía en enriquecido enzima afectados ambientes colinesterasa actividad.[2] Este trabajo llevado a cabo en 1962 para el descubrimiento de que aumentó el enriquecimiento ambiental corteza cerebral volumen.[3] En 1964, se comprobó que esto era debido al espesor de la corteza cerebral mayor y mayor sinapsis y glial números.[4][5]

También a partir de alrededor de 1960, Harry Harlow se estudiaron los efectos de privación materna y social en mono Rhesus neonatos (una forma de privación de estímulos ambientales). Esto estableció la importancia de la estimulación social normal cognitiva y desarrollo emocional.[6]

Sinapsis

Sinaptogénesis

Las ratas criadas con enriquecimiento ambiental tienen más gruesa cortices(3.3–7%) cerebral que contienen 25% más sinapsis.[5][7] Este efecto de riqueza ambiental sobre el cerebro se produce si se experimenta inmediatamente después del nacimiento,[8] después del destete,[5][7][9] o durante la madurez.[10] Cuando el número de sinapsis aumenta en los adultos, pueden permanecer altos en número aún cuando los adultos son devueltos al ambiente empobrecido por 30 días[10] lo que sugiere que dichos aumentos en el número de sinapsis no son necesariamente temporales. Sin embargo, el incremento en el número de sinapsis se ha observado generalmente para reducir con la maduración.[11][12] Estimulación afecta no sólo las sinapsis sobre neuronas piramidales (las principales proyectando las neuronas en la corteza cerebral), sino también radiados (que suelen ser interneuronas).[13] También puede afectar a las neuronas fuera del cerebro en el retina.[14]

Complejidad dendrita

Enriquecimiento ambiental afecta la complejidad y duración de la dendrita cenadores (previa que forman sinapsis). Complejidad de orden superior dendrita rama se incrementa en ambientes enriquecidos,[13][15] como puede la longitud, en los animales jóvenes, de ramas distales.[16]

Consumo de energía y actividad

Sinapsis en los animales en ambientes enriquecidos muestran evidencia de activación mayor sinapsis.[17] Sinapsis tienden a ser mucho más grande también.[18] Oscilaciones gamma convertido en mayor amplitud en el hipocampo.[19] Este consumo de energía creciente se refleja en vasculation capilar glial y local que provee energía extra a las sinapsis.

  • Aumenta el número de células gliales por neurona 12 – 14%[5][7]
  • El área de aposición directa de las células gliales con sinapsis se amplía en un 19%[20]
  • El volumen de los núcleos de célula glial para cada sinapsis es superior en 37,5%[17]
  • El volumen promedio de las mitocondrias por neurona es 20% mayor[17]
  • El volumen de los núcleos de célula glial para cada neurona es 63% más alto[17]
  • Aumenta la densidad capilar.[21]
  • Los capilares son más amplio (4.35 μm en comparación con 4,15 μm en controles)[17]
  • Existe distancia más corta entre cualquier parte de la neuropilo y un tubo capilar (27,6 μm en comparación con 34.6 μm)[17]

Estas energía relacionada con cambios en la neuropilo son responsables de aumentar el volumen de la corteza cerebral (el incremento en el número de sinapsis contribuye en sí mismo apenas cualquier volumen adicional).

Estimulación de aprendizaje motor

Parte del efecto del enriquecimiento ambiental es ofrecer oportunidades para adquirir habilidades motoras. La investigación sobre "acrobática" habilidad de aprendizaje en la rata demuestra que conduce a un número creciente sinapsis.[22][23]

Transmisión materna

Enriquecimiento ambiental durante la embarazo tiene efectos sobre el feto como acelerar su desarrollo retiniano.[24]

Neurogénesis

Enriquecimiento ambiental también puede conducir a la formación de las neuronas (al menos en ratas)[25] y revierte la pérdida de neuronas en el hipocampo y deterioro de la memoria después del estrés crónico.[26] Sin embargo, su importancia ha sido cuestionada por los efectos del comportamiento de ambientes enriquecidos.[27]

Mecanismos

Ambientes enriquecidos afectan la expresión de genes en la corteza cerebral y el hipocampo que determinan la estructura neuronal.[28] A nivel molecular, esto ocurre a través de concentraciones crecientes de la neurotrofinas NGF, NT-3,[29][30] y los cambios en BDNF.[14][31] Esto altera la activación de colinérgicos neuronas,[30] 5-HT,[32] y beta-adrenolin.[33] Otro efecto es aumentar las proteínas tales como sinaptofisina y PSD-95 en las sinapsis.[34] Cambios en Señalización de Wnt también se han encontrado para imitar los efectos del enriquecimiento ambiental sobre la sinapsis en el hipocampo de ratones adultos.[35] Incremento en el número de neuronas podría estar ligado a los cambios en VEGF.[36]

Rehabilitación y recuperación

Estudios en animales sugieren que el enriquecimiento ambiental ayuda en la recuperación de una variedad de trastornos neurológicos y debilitaciones cognoscitivas. Existen dos zonas de alimentación de foco: rehabilitación neurológica y Reserva cognitiva, resistencia del cerebro a los efectos de la exposición a amenazas físicas, naturales y sociales. Aunque la mayoría de estos experimentos utiliza temas animales, principalmente roedores, los investigadores han señalado que las áreas afectadas del cerebro animal al que los cerebros humanos son más similares y utilizan sus resultados como evidencia para mostrar que los seres humanos tendría reacciones comparables a ambientes enriquecidos. Las pruebas realizadas en animales así pretenden representar humanas simulaciones para la siguiente lista de condiciones.

Rehabilitación neurológica

Autismo

Un estudio llevado a cabo en 2011 llegado a la conclusión de que el enriquecimiento ambiental mejora enormemente la capacidad cognitiva de los niños que padecen autismo. El estudio encontró que los niños autistas que reciben estimulación olfativa y táctil junto con los ejercicios que estimulan otras modalidades sensoriales paried clínico mejoraron en un 42 por ciento mientras que los niños autistas no reciben este tratamiento clínico mejoró en sólo 7 por ciento.[37] El mismo estudio mostró también que hubo mejoría clínica significativa en niños autistas expuestos a ambientes enriquecidos sensoriomotoras, y una gran mayoría de los padres informaron que la calidad de vida de sus hijos fue mucho mejor con el tratamiento.[37]

Enfermedad de Alzheimer

Los investigadores a través de enriquecimiento ambiental fueron capaces de mejorar y reparar parcialmente los déficits de memoria en ratones entre edades de 2 a 7 meses con características de Enfermedad de Alzheimer. Ratones en ambientes enriquecidos realizaron significativamente mejor en las pruebas de reconocimiento de objeto y el Laberinto acuático de Morris que tenían cuando estaban en entornos estándar. Por lo tanto se concluye que enriquecimiento ambiental mejora la memoria visual y aprendizaje para las personas con enfermedad de Alzheimer.[38]

Enfermedad de Huntington

La investigación ha indicado que el enriquecimiento ambiental puede ayudar a aliviar el déficit motor y psiquiátricos causados por Enfermedad de Huntington. También mejora los niveles de proteína perdida para aquellas personas con la enfermedad y previene estriada y déficits del hipocampo en el BDNF, situado en el hipocampo.[39] Estos hallazgos han llevado a los investigadores a sugerir que el enriquecimiento ambiental tiene un potencial para ser una posible forma de terapia para las personas con enfermedad de Huntington.[39]

Enfermedad de Parkinson

Varios estudios han reportado que el enriquecimiento ambiental para los ratones adultos ayuda a aliviar la muerte neuronal, que es especialmente beneficiosa para aquellos con Enfermedad de Parkinson.[40] Un estudio más reciente muestra ese enriquecimiento ambiental afecta particularmente a la camino nigrostriatal, que es importante para la administración dopamina y los niveles de acetilcolina, críticos para los déficits del motor.[41] Además, se comprobó que el enriquecimiento ambiental tiene efectos beneficiosos para las implicaciones sociales de la enfermedad de Parkinson.[41]

Accidente cerebrovascular

Investigaciones realizadas en animales ha demostrado que los sujetos recuperándose en un ambiente enriquecido 15 días después de haber tenido un accidente cerebrovascular había mejoró significativamente la función neuroconductual. Además estos mismos temas mostraron una mayor capacidad de aprendizaje y mayor infarto después de la intervención que aquellos que no estaban en un ambiente enriquecido. Por lo tanto se concluye que enriquecimiento ambiental tenía un considerable efecto beneficioso sobre las funciones de aprendizaje y sensoriomotoras en animales posterior al accidente cerebrovascular.[42] Un estudio de 2013 también encontró que enriquecimiento ambiental social beneficia a los pacientes recuperándose de un accidente cerebrovascular. Investigadores en el estudio concluyeron que pacientes con accidente cerebrovascular en ambientes enriquecidos en los centros de atención asistida son mucho más propensos a ser enganchado con otros pacientes durante horas normales de sociales en lugar de ser solo o dormir.[43]

Síndrome de rett

Un estudio de 2008 encontró que fue significativa en la recuperación de la coordinación motora y cierta recuperación de los niveles de BDNF en ratones hembras con condiciones similares a las de enriquecimiento ambiental Síndrome de rett. En el transcurso de los ratones hembra 30 semanas en ambientes enriquecidos demostró capacidad superior en coordinación motora a aquellos en condiciones estándar.[44] Aunque no pudieron tener capacidad completa del motor, fueron capaces de impedir que el déficit motor más severo por vivir en un ambiente enriquecido. Estos resultados combinados con mayores niveles de BDNF en el cerebelo llevaron a los investigadores a concluir que un ambiente enriquecido que estimula áreas de la corteza motora y el cerebelo tiene que ver con el aprendizaje motor es beneficioso en ayudar a ratones con síndrome de Rett.[44]

Ambliopía

Un estudio reciente encontró que adultos ratas con ambliopía agudeza visual mejorada dos semanas después de ser colocado en un ambiente enriquecido.[45] El mismo estudio mostró dos semanas después de terminar el enriquecimiento ambiental, que las ratas conservan su mejora de la agudeza visual. Por el contrario, ratas en un entorno estándar no mostraron ninguna mejora en la agudeza visual. Por lo tanto se concluye que el enriquecimiento ambiental reduce la inhibición GABA y aumenta la expresión de BDNF en la corteza visual. Como resultado, el crecimiento y desarrollo de las neuronas y sinapsis en la corteza visual mejoraron mucho debido al ambiente enriquecido.[45]

Privación sensorial

Estudios han demostrado que con la ayuda de enriquecimiento ambiental los efectos de privación sensorial puede ser corregido. Por ejemplo, una discapacidad visual se conocen como "crianza de oscuridad" en la representación visual corteza puede ser prevenida y rehabilitada. En general, un ambiente enriquecido mejorará, si no la reparación, los sistemas sensoriales animales poseen.[46]

El envenenamiento por plomo

Durante el desarrollo, gestación es uno de los períodos más críticos para la exposición al plomo. La exposición a altos niveles de plomo en este momento puede conducir a rendimiento inferior aprendizaje espacial. Los estudios han demostrado que el enriquecimiento ambiental puede amenazar daño al hipocampo inducido por exposición al plomo.[47] Memoria espacial y aprendizaje que son dependientes en el largo plazo la potenciación del hipocampo se mejorará enormemente como sujetos en un ambientes enriquecidos tenían bajos niveles de concentración de plomo en los hipocampos. Los resultados también mostraron que los ambientes enriquecidos como resultado cierta protección natural de los déficit cerebral inducida por plomo.[47]

Lesiones de la médula espinal crónica

La investigación ha indicado que los animales sufren lesiones de la médula espinal mostraron una mejoría significativa en las capacidades del motor incluso con un largo retraso en el tratamiento después de la lesión cuando se expone al enriquecimiento ambiental.[48] Las interacciones sociales, el ejercicio y novedad todos desempeñan un papel importante en ayudar a la recuperación de un sujeto lesionado. Esto ha llevado a algunas sugerencias que la médula espinal tiene una plasticidad continuada y todos los esfuerzos deben hacerse para que ambientes enriquecidos estimular esta plasticidad para ayudar a recuperación.[48]

Estrés de privación materna

Privación materna puede ser causada por el abandono de un padre de crianza a una edad temprana. En roedores y primates no humanos, esto conduce a una mayor vulnerabilidad para las enfermedades relacionadas con el estrés.[49] La investigación sugiere que enriquecimiento ambiental puede revertir los efectos de la separación materna en la reactividad del estrés, posiblemente afectando el hipocampo y la corteza prefrontal.[49]

Abandono infantil

En todos los niños, atención materna es una de las influencias significativas para el desarrollo del hipocampo, proporcionando la base para la memoria y el aprendizaje individualizado y estable. Sin embargo, esto no es el caso de aquellos que han experimentado abandono infantil. Los investigadores determinaron que a través de enriquecimiento ambiental, un niño descuidado puede parcialmente reciban el mismo desarrollo del hipocampo y la estabilidad, aunque no al mismo nivel que el de la presencia de un padre o tutor.[50] Los resultados fueron comparables a los de los programas de intervención infantil, representación de enriquecimiento ambiental un método útil para tratar el abandono infantil.[50][No en la citación dada]

Reserva cognitiva

Envejecimiento

Disminución neurogénesis hipocampal es una característica de envejecimiento. Enriquecimiento ambiental aumenta la neurogénesis en roedores envejecidos por potenciar la diferenciación neuronal y supervivencia celular nuevo.[51] Como resultado, temas exponen al enriquecimiento ambiental envejecido mejor debido a la capacidad superior en la retención de sus niveles de memoria espacial y de aprendizaje.[51]

Exposición prenatal y perinatal cocaína

Investigaciones han demostrado que ratones expuestos al enriquecimiento ambiental son que menos afectados por las consecuencias de exposición de cocaína en comparación con aquellos en entornos estándar. Aunque los niveles de dopamina en el cerebro de ambos grupos de ratones fueron relativamente similares, cuando dos sujetos fueron expuestos a la inyección de cocaína, ratones en ambiente enriquecido fueron significativamente menos sensibles que en entornos estándar.[52] Así se concluyó que tanto los efectos gratificantes y activación son suprimidos por enriquecimiento ambiental y la exposición temprana al enriquecimiento ambiental puede ayudar a prevenir adicción a las drogas.[52]

Seres humanos

Aunque la investigación de enriquecimiento ambiental se ha hecho en su mayoría sobre roedores, se producen efectos similares en primates,[53] y es probable que afectan el cerebro humano. Sin embargo, dirigir investigaciones sobre las sinapsis humanas y su número es limitado, puesto que esto requiere histológica estudio del cerebro. Sin embargo, se ha encontrado un enlace entre complejidad rama educativa nivel y mayor dendríticas después del retiro de la autopsia del cerebro.[54]

Cambios de la corteza cerebral localizada

MRI detecta localizada corteza cerebral expansión después de que la gente aprender tareas complejas como espejo de lectura (en este caso en la derecha corteza occipital),[55] tres bolas malabares (bilateral mediados-temporal área y posterior izquierda Surco intraparietal),[56] y cuando los estudiantes de medicina intensiva revisión para exámenes (bilateral en la parte posterior y lateral corteza parietal).[57] Tales cambios en el volumen de materia gris pueden esperarse para vincular a cambios en el número de sinapsis debido al aumento en el número de células gliales y la vascularización capilar ampliada necesarias para apoyar su consumo de energía creciente.

Privación institucional

Niños que reciben estimulación empobrecida debido a estar confinado a cunas sin interacción social o cuidadores confiables en baja calidad orfanatos muestran graves retrasos en el desarrollo cognitivo y social.[58] 12% de ellos si adoptó después de 6 meses de edad Mostrar rasgos autistas o ligeramente autistas después de cuatro años de edad.[59] Algunos niños de tal empobrecieron orfanatos en dos y medio años de edad todavía incapaces de producir palabras inteligibles, aunque un año de acogida habilitados esos niños a ponerse en su idioma en la mayoría de los respectos.[60] Ponerse al día en otras funciones cognitivas se produce también después de la adopción, aunque problemas continúan en muchos niños, si esto ocurre después de la edad de 6 meses[61]

Estos niños muestran marcadas diferencias en sus cerebros, consistentes con la investigación sobre los animales de experimento, en comparación con los niños normalmente estimule entornos. Han reducido la actividad cerebral en el corteza prefrontal orbital, amígdala, hipocampo, corteza temporal, y tronco cerebral.[62] También mostraron menos desarrollados materia blanca las conexiones entre las distintas áreas en sus cortezas cerebrales, particularmente la Fascículo unciforme.[63]

Por el contrario, enriquecer la experiencia de neonatos prematuros con masaje se acelera la maduración de sus electroencefalográfico actividad y sus agudeza visual. Además, como con el enriquecimiento en animales de experimentación, esto se asocia con un aumento en IGF-1.[64]

Resiliencia y reserva cognitiva

Otra fuente de evidencia para el efecto de la estimulación del medio ambiente sobre el cerebro humano es Reserva cognitiva (una medida de la resistencia del cerebro a deterioro cognitivo) y el nivel de Educación de una persona. No sólo es educación superior vinculado a una más cognitivamente exigente experiencia educativa, sino que también se correlaciona con el compromiso general de una persona en cognitivamente exigentes actividades.[65] La educación más que una persona ha recibido, al menos los efectos del envejecimiento,[66][67] demencia,[68] hyperintensities de la materia blanca,[69] Infartos del cerebro MRI definidas,[70] Enfermedad de Alzheimer,[71][72] y la lesión cerebral traumática.[73] Además, el envejecimiento y la demencia son menos en aquellos que se dedican a tareas cognitivas complejas.[74] El deterioro cognitivo de las personas con epilepsia también puede verse afectada por el nivel de Educación de una persona.[75]

Véase también

  • Enriquecimiento del comportamiento
  • Desarrollo neuronal
  • Neuroplasticidad
  • Plasticidad fenotípica
  • Rata Park
  • Estimulación
  • Sinaptogénesis

Notas

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Enlaces externos

  • La importancia del enriquecimiento

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