Educando en un ambiente enriquecido: porque todos estamos conectados / Educating in an enriched environment: because we are all connected

El objetivo de esta revisión es dar a conocer las diferentes vertientes que sustentan el proceso del aprendizaje en base a un concepto que ha alcanzado una gran importancia en los últimos años, el Ambiente Enriquecido (AE). Un término que ha sido emanado desde la biología, con diversos estudios de laboratorio realizados por científicos de renombre mundial y que, progresivamente ha ido incorporándose a disciplinas como la Psicología y la Pedagogía. En este artículo proponemos la descripción del impacto de este concepto en el proceso de aprendizaje experimentado por los seres humanos y su abordaje desde una perspectiva multidisciplinaria. Comenzamos por describir las bases neurofisiológicas del aprendizaje, con los fundamentos de la teoría neuronal como principal protagonista, pasando por la importancia de la Plasticidad Sináptica (PS) en el proceso de aprendizaje, el fenómeno de la Potenciación a Largo Plazo (PLP), como proceso generador de redes neuronales efectivas y sólidas. Posteriormente abordamos la génesis del Ambiente Enriquecido, con su origen en los experimentos con ratones de laboratorio, para posteriormente describir los conceptos y términos que han emanado del mismo que han sido aplicables a la Psicología Educacional tales como el Ambiente Desafiante, los instrumentos necesarios para su implementación y también el importante rol de las emociones en el proceso de aprendizaje de los sujetos. Finalmente, describimos el rol de la Pedagogía en la aplicación de actividades efectivas que conduzcan a un aprendizaje significativo en base al Ambiente Enriquecido.

The aim of this review is to present different strands that sustain the learning process based on a concept that has reached a major importance in recent years, the Enriched Environment (EE). A term that has been emerged from biology, with various laboratory studies conducted by world-renowned scientists and that has progressively been incorporated into disciplines such as Psychology and Education. In this article, we propose the description of the impact of this concept on the learning process experienced by human beings and its approach from a multidisciplinary perspective. We begin by describing the neurophysiological bases of learning, with the fundamentals of neuronal theory as the main protagonist, passing through the importance of Synaptic Plasticity (SP) in the learning process, the phenomenon of Long Term Potentiation (LTP), as a generating process of effective and solid neural networks. Subsequently, we covered the genesis of the Enriched Environment, with its origin in the experiments with laboratory mice, to later describe the concepts and terms that have emanated from it and have been applicable to Educational Psychology, such as Challenging Environment, the necessary instruments for its implementation and the important role of emotions in the subjects' learning process. Finally, we describe the role of Education in the implementation of effective activities that lead to meaningful learning based on the Enriched Environment.

Receptores NMDA: plasticidad sináptica y supervivencia neuronal / NMDA Receptors: Synaptic Plasticity and Neuronal Survival

Un objetivo clave de las investigaciones actuales es el estudio de las redes de señalización intracelular vinculadas a la plasticidad sináptica, así como a la supervivencia y a la muerte neuronal. Haremos una revisión bibliográfica acerca de la neurotransmisión glutamatérgica, en especial de los receptores NMDA, de las variantes en la composición de sus subunidades, y de su localización sináptica o extrasináptica que nos acerca a la comprensión de los mecanismos paradigmáticos de plasticidad sináptica como la potenciación de largo plazo (LTP) y la depresión de largo plazo (LTD), relacionados con la memoria y el aprendizaje, así como con las enfermedades neurodegenerativas generadas por la excitotoxicidad. También analizaremos las diferencias y roles opuestos del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y del pro-BDNF en la supervivencia neuronal y la apoptosis. Y en una aplicación clínica de estos conceptos, revisaremos su influencia en el desarrollo de la enfermedad de Huntington...

A key goal of current research is to study the intracellular signaling networks associated with synaptic plasticity and survival and neuronal death. We will do a bibliographic review on glutamatergic neurotransmission, especially NMDA receptors, the variations in the composition of its subunits, and its synaptic or extrasynaptic localization, bringing us closer to understanding the paradigmatic mechanisms of LTP and LTD, related with memory and learning, as well as neurodegenerative diseases generated by excitotoxicity. We will also analyze the differences and opposing roles of BDNF and pro-BDNF in neuronal survival and apoptosis. And by clinically applying these concepts, we shall review its influece in the development of Huntington's disease...

Neurobiología de las adicciones y procesos de plasticidad involucrados / The Neurobiology of Addiction and the Plasticity Processes Involved

Las evidencias acumuladas en los últimos diez años, indican que las drogas de abuso pueden cooptar los mecanismos de plasticidad en circuitos cerebrales involucrados en las recompensas a reforzadores naturales (comida, bebida, sexo, etc.), resultando en una forma patológica pero poderosa, de memoria y aprendizaje. El circuito involucra esencialmente, el sistema dopaminérgico mesolímbico (area tegmental ventral (VTA), nucleus accumbens (NAcc) y estructuras límbicas asociadas). La plasticidad sináptica en las íreas involucradas incide particularmente en la abstinencia, la recurrencia, la reincidencia y la pérdida del autocontrol. La ínsula y en particular, la ínsula anterior derecha, participa en las percepciones de los estados emocionales corporales que generan las urgencias de consumo y las saliencias de incentivos corporales. Esto se refleja en los estudios imagenológicos funcionales y se confirma por la pérdida del hábito al consumo de tabaco en los casos de lesiones cerebrales en éstas áreas específicas.

Evidence gathered during the past ten years demonstrates that drugs of abuse may co-opt plasticity mechanisms in brain circuits involved in the rewards to natural reinforcements (food, drink, sex, etc.) which results in a pathological but powerful form of memory and learning. The circuit basically involves the mesolimbic dopamine system (ventral tegmental area (VTA), the nucleus accumbens (NAcc) and associated limbic structures). The synaptic plasticity in the areas involved particularly impacts on abstinence, recurrence, recidivism and the loss of self-control. The insula, and the right anterior insula in particular, plays a role in the perceptions of the emotional states of the body that trigger the craving for consumption and the salience of body incentives. This is depicted in functional imaging studies and is demonstrated by the break of the habit of smoking in cases of brain injuries in these specific areas.

Neuroplasticidad en psiguiatría: algunos aspectos de utilidad teórica y práctica / Neuroplsticity in psychiatry: some aspects of theoretical and practical usefulness

La neuroplasticidad es la capacidad que tiene el sistema nervioso de experimentar cambios funcionales y estructurales como respuesta a las variaciones que se producen en el ambiente interno y externo. Las características de este fenómeno se van develando a pasos agigantados gracias a los avances vertiginosos de la neurociencia en los últimos años. Sus alcances prometen ser alentadores para comprender la intimidad de las condiciones normales y patológicas con sede en el sistema nervioso central y, por lo tanto, para establecer estrategias preventivas y terapéuticas especialmente en el área de la Neurología y la Psiquiatría.Este trabajo presenta una revisión de los conocimientos publicados hasta mediados de 2009 en relación a diversos aspectos teóricos y prácticos de la neuroplasticidad relacionados con la Psiquiatría: estrés, influencias genéticas y ambientales, potencialidades terapéuticas farmacológicas y psicoterapéuticas. A partir de aquí se pretende mostrar cómo el aporte de la neurociencia ha profundizado la comprensión de varios procesos mentales, sus bases biológicas y la importancia de las intrincadas influencias ambientales y genéticas en el desarrollo de diversos fenómenos psicopatológicos. Las magníficas potencialidades preventivas y terapéuticas relacionadas con la neuroplasticidad hacen que sea necesaria una actualización permanente de estos conocimientos.

Neuroplasticity is the ability of the nervous system to experience functional and structural changes in response to the variations taking place in the internal and the external environment. The characteristics of this phenomenon are being revealed at great speed, thanks to the dramatic advances in neuroscience over the last years. Their scope promise to be encouraging to understand the intimacy of normal and pathological conditions stemming from the central nervous system, and therefore, to establish preventive and therapeutical strategies en the field of Neurology and Psychiatry. This work provide a review of the information published until the mid 90's on certain theoretical and practical aspects of neuroplasticity related with Psychiatry: stress, genetic and environmental influences, therapeutic, pharmacological and psychotherapeutic potential. From this point, the aim is to demonstrate how the neuroscientific contribution has deepened the understanding of several mental processes, its biological foundations and the importance of the intricate environmental and genetic influences for the development of different psychopathological phenomena. The astonishing preventive and therapeutic potential associated with neuroplasticity make it necessary to continuously update this knowledge.

Effect of acute changes in glucose concentration on neuronal activity and plasticity in the rat hippocampus / Efecto de los cambios agudos en la concentración de glucosa sobre la actividad neuronal y la plasticidad en el hipocampo de las ratas

OBJETIVES: Diabetes mellitus is a major public health concern in many regions of the world, including the Caribbean. Diabetes is associated with multi-system pathology and central nervous system complications have been receiving increasing attention (dementia, cognitive decline and memory loss). While such pathology has been shown to be associated with long term derangement in glucose metabolism,less is known about the effects of acute changes in glucose concentration on neuronal function. This study assesses the effects of acute changes in glucose concentration upon neuronal transmission and neuronal plasticity. METHODS: We made use of extracellular recordings from hippocampal slices of young adult rats and exposed them to changes in glucose concentration for 60 minutes before assessing synaptic plasticity. Experiments were carried out at both 30ºC and 35ºC. RESULTS: At 30ºC, glucose concentrations of 30 mM and 4 mM had little effect upon population spike potentials (PSP). However, reducing glucose concentration to 2 mM, 1 mM and 0 mM respectively resulted in a progressive decrease in the size of PSP until they were completely abolished. Similar results were observed at 35ºC except that 30 mM caused a significant increase in PSP size. Changes in glucose concentration had no effect upon synaptic plasticity at either 30ºC or 35ºC except below 2 mM glucose. CONCLUSION: Acute changes in glucose concentration have a limited impact on neuronal transmission unless concentrations drop below 2 mM. However, there seems to be little impairment of synaptic plasticity even at very low concentrations of glucose. We suggest that short term acute changes in glucose concentrations may not contribute directly to the cognitive decline associated with diabetes unless extremely severe.

OBJETIVOS: La diabetes mellitus es una de las principales preocupaciones de la salud pública en muchas regiones del mundo, incluyendo el Caribe. La diabetes se encuentra asociada con una patología multi-sistémica, y en tiempos recientes las complicaciones del sistema nervioso central han estado recibiendo cada vez mayor atención, incluyendo la demencia, el deterioro cognitivo y la pérdida de la memoria. Si bien se ha demostrado que esta patología se encuentra asociada con trastornos a largo plazo del metabolismo de la glucosa, poco se sabe de los efectos de los cambios agudos en la concentración de la glucosa en el funcionamiento neuronal. Este estudio evalúa los efectos de los cambios agudos en la concentración de glucosa, sobre la transmisión y la plasticidad neuronales. MÉTODOS:Se hizo uso de grabaciones extracelulares de segmentos del hipocampo de ratas adultas jóvenes. Las grabaciones fueron expuestas a cambios en la concentración de glucosa durante 60 minutos antes de evaluar la plasticidad sináptica. Los experimentos se llevaron a cabo a 30ºC y 35ºC. RESULTADOS: A 30ºC las concentraciones de glucosa de 30 mM y 4 mM tuvieron poco efecto sobre los potenciales de punta PSP (Population Spike Potentials). Sin embargo, la reducción de la concentración de glucosa a 2 mM, 1 mM y 0 mM respectivamente trajo como resultado una progresiva disminución del tamaño de los PSP hasta llegar a su total anulación. Resultados similares que observaron a 35ºC excepto en el caso de 30 mM, en el que se produjo un aumento significativo en la magnitud de los PSP. Los cambios en la concentración de glucosa no tuvieron efecto alguno sobre la plasticidad sináptica a 30ºC ni a 35ºC excepto por debajo de 2 mM de glucosa. CONCLUSIÓN: Los cambios agudos en la concentración de la glucosa tienen un impacto limitado sobre la transmisión neuronal a menos que las concentraciones caigan por debajo de 2 mM. Sin embargo, al parecer hay poca afectación de la plasticidad sináptica, incluso a concentraciones muy bajas de glucosa. Sugerimos que los cambios agudos a corto plazo de las concentraciones de glucosa pueden no contribuir directamente al deterioro cognitivo asociado con la diabetes, a menos que sea extremadamente severa.