¿Por qué disminuye la neuroplasticidad en los adultos?

Aunque los cerebros adultos son maleables e incluso experimentan neurogénesis limitada, el grado de neuroplasticidad es mucho menor que en los niños. Esto es más obvio en la adquisición del lenguaje y la recuperación de un trauma cerebral.

¿Existen modelos formales (computacionales o matemáticos) que expliquen por qué nuestros cerebros reducen drásticamente su plasticidad con la edad?

Si se supone que un cerebro altamente maleable nos ayuda a adaptarnos y lidiar con un entorno en constante cambio, entonces, ingenuamente, uno esperaría que fuera ventajoso mantener un cerebro maleable durante toda la vida.


Antecedentes del período crítico en la adquisición del lenguaje

Este es un ejemplo de modelos formales con los que ya estoy familiarizado que responden a una pregunta relacionada (período crítico en la adquisición del lenguaje). Estoy interesado en las respuestas con este espíritu, pero que pueden abordar no solo la adquisición del lenguaje, sino también la disminución general de la neuroplasticidad.

En el caso del período crítico para la adquisición del lenguaje existen modelos evolutivos de Hurford (1991) y Komarova & Nowak (2001). Sin embargo, ninguno de los modelos se generaliza fácilmente al caso de la plasticidad neuronal.

El modelo de Hurford utiliza la deriva neutral para explicar el límite superior en el período crítico de adquisición del lenguaje debido a que la necesidad de adquirir un segundo idioma en la vida es en gran medida innecesaria. Sin embargo, la necesidad de adaptarse a su entorno es necesaria durante toda la vida, por lo que la plasticidad no debe estar bajo la deriva neutra.

En el caso de Komarova y Nowak, el límite superior se debe a una compensación entre el costo del aprendizaje (reducir el período crítico) y la importancia de aprender un idioma con precisión (reducir el período crítico). Esto se equilibra y permite un ESS debido a los rendimientos decrecientes: una vez que ha aprendido un idioma bastante bien, se vuelve más costoso invertir en aprender más que los rendimientos de un mejor aprendizaje. Sin embargo, adaptarse a un entorno en constante cambio no es una tarea estática única y, por lo tanto, no está claro por qué disminuirían sus rendimientos. Además, no está claro cómo mantener una plasticidad alta es más costoso que mantener una plasticidad baja.

notas

  • Esta es una cuestión de por qué , no de cómo . Aunque es muy interesante saber cómo disminuye la plasticidad de los cerebros adultos, en esta pregunta me interesa saber por qué ocurre esto frente a la alternativa hipotética de "mantenerse tan maleable como un bebé".

  • Tanto Hurford (1991) como Komarova y Nowak (2001) proporcionan modelos evolutivos formales que no describo en detalle. Me interesan los modelos formales como este, aunque no tienen por qué ser evolutivos. Una respuesta en el nivel de la retórica (especialmente si es retórica evolutiva) no es tan interesante para mí como un modelo formal.

  • Hurford (1991) y Komarova & Nowak (2001) son ejemplos de trabajos que responden a la pregunta potencialmente más sencilla del período crítico de adquisición del lenguaje. Estoy interesado en la cuestión más general de la disminución de la neuroplasticidad.

Referencias

Hurford, JR (1991). La evolución del período crítico para la adquisición del lenguaje. Cognición, 40, 159-201. PDF GRATIS

Komarova, NL y Nowak, MA (2001). Selección natural del período crítico para la adquisición del lenguaje. proc. R. Soc. Londres. B, 268 (1472), 1189-1196. PDF GRATIS

Sospecho que gran parte del "por qué" práctico es que un mayor desarrollo es mucho menos necesario en la edad adulta. El aumento de la neuroplasticidad ayuda en el raro caso de un traumatismo cerebral, pero probablemente no valga la pena el costo adicional de la neuroplasticidad. Recuerde que hay más en la neuroplasticidad que aprender un idioma.
@BenBrocka Sí, la neuroplasticidad es más que aprender idiomas. Si no lo hubiera, entonces los dos ejemplos de aprendizaje de idiomas que di responderían mi pregunta. Precisamente porque la neuroplasticidad es parte de todo aprendizaje, es por eso que la afirmación "un mayor desarrollo es mucho menos necesario como adulto" no parece obviamente cierta. El aprendizaje sigue siendo importante para un adulto, ¿por qué sería mucho menos importante que sacrifiquemos la mayor parte de nuestra plasticidad?
No tengo una referencia específica para esto, pero por lo que recuerdo haber leído hace varios años, la mayor parte de la plasticidad temprana en el cerebro de los niños es más el resultado de podar la abundancia de conexiones neuronales presentes al nacer que de crear nuevas conexiones. A medida que disminuye el número de conexiones existentes, la plasticidad necesariamente también disminuiría.
@ArtemKaznatcheev Me he estado preguntando sobre esto desde hace un tiempo y, aunque no tengo experiencia en esto, una cosa que me pareció importante es la relación entre el aprendizaje y la neurogénesis. Si la neurogénesis se puede incrementar con el aprendizaje, ¿no será posible que de niños, como todo es nuevo para nosotros, el aprendizaje se convierta en un proceso constante y quizás provoque una neurogénesis exponencial? Aunque aprender un segundo idioma es difícil, no es tan difícil como aprender nuestro primer idioma, lo que supongo que causaría una diferencia significativa en los niveles de neurogénesis.
Es difícil incorporar nuevas neuronas y nuevas conexiones en una red sin alterar la configuración de la red original. Cuantos más años se hayan dedicado a optimizar la configuración de las conexiones en un cerebro, mayor será el costo de interrumpir esta configuración.

Respuestas (2)

Otra razón de la plasticidad reducida en los adultos es que aprender algo diferente en presencia de una estructura de conocimiento existente es más difícil que aprender de una "pizarra en blanco". En cierto sentido, obtiene interferencia del idioma conocido (por ejemplo). Una persona que ha desarrollado este argumento computacionalmente es Jay McClelland en el contexto de hablantes nativos de japonés que aprenden la distinción /r/-/l/ en inglés (p. ej., McCandliss et al., 2002 ), aunque creo que el principio puede aplicarse de forma más general.

La idea es que la "plasticidad reducida" es solo una consecuencia de la interferencia del conocimiento establecido en lugar de un cambio fundamental en la plasticidad. Parte del argumento es que solo se ve una plasticidad reducida cuando hay un conflicto entre (por ejemplo) el primer idioma y el segundo idioma; los aspectos del segundo idioma que coinciden con el primer idioma se aprenden muy rápidamente.

esto es interesante. Sin embargo, si aprender algo se vuelve MÁS difícil dado que ya se tiene conocimiento, ¿por qué REDUCIR la plasticidad? ¿No lo haría el doble de difícil? Sin embargo, creo que este enfoque es prometedor.
Además, incluso el comentario "aprender algo diferente en presencia de una estructura de conocimiento existente es más difícil que aprender de una "pizarra en blanco" no es obviamente correcto. Ya que tienes que ser difícil con lo que quieres decir con 'diferente'... es aprender un segundo idioma diferente ¿Qué pasa con el contenido de esta pregunta ?
La idea es que la "plasticidad reducida" es solo una consecuencia de la interferencia del conocimiento establecido en lugar de un cambio fundamental en la plasticidad. Parte del argumento (y creo que esto habla del segundo punto de @ArtemKaznatcheev) es que solo se ve una plasticidad reducida cuando hay un conflicto entre (por ejemplo) el primer idioma y el segundo idioma; los aspectos del segundo idioma que coinciden con el primer idioma se aprenden muy rápidamente.
@DanM. gracias por la explicación. Sería genial si pudiera editarlo en su respuesta para que quede más claro. Además, su ejemplo de "los aspectos del segundo idioma que coinciden con el primer idioma se aprenden muy rápidamente" sería muy interesante para esta pregunta de ling.SE

¿Lo que quieres decir es que quieres que la angustia existencialista adolescente dure toda la vida? La neuroplasticidad de los niños más pequeños tiene un costo, que es no saber realmente el lugar que ocupan en el mundo, porque el modelo de mundo que están construyendo cambia constantemente. Obtener un modelo mundial ampliamente establecido le permite seguir adelante en la vida y hacer más.

Si mantuviéramos el mismo nivel de neuroplasticidad de por vida, en realidad nunca haríamos mucho, porque nunca tendríamos un modelo claro de vida sobre el cual construir. El resultado de moldear y estructurar el cerebro de un joven es producir algo adaptado para el resto de su vida. La flexibilidad es importante porque su situación precisa puede requerir adaptaciones diferentes a otras personas.

El problema real es que, incluso hace 100 años, una vez que una persona estaba adaptada para la vida, su mundo no cambiaría sustancialmente durante su vida. Hoy no es así (Alvin Tofler, Future Shock, es un clásico explicando esto). Pero mantener la plasticidad por más tiempo, en todo caso, probablemente empeoraría la situación, no la mejoraría, ya que los influyentes veinteañeros construyeron un mundo alrededor de su propia perspectiva siempre cambiante.

Esta es una buena idea. Pero específicamente solicito modelos formales. Como mínimo, ¿podría obtener algunas de sus afirmaciones?
@Artem: sí, lo acepto, realmente estaba tratando de desafiar su afirmación de que la neuroplasticidad sería buena para la vida. Intentaré encontrar algunos antecedentes para estas afirmaciones.