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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E14 - Neurodesarrollo
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3991
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Neurogénesis y balance poblacional
¿Cómo cambia la población neuronal neta por el balance entre proliferación limitada y muerte celular programada?
Grupo 2: Grupo 2: Migración celular guiada
¿Cómo se desplazan las neuronas migrantes dentro del tejido nervioso bajo difusión y un gradiente químico atractante?
Grupo 3: Grupo 3: Sobreproducción y poda sináptica
¿Cómo cambia la densidad sináptica desde una sobreproducción inicial hacia una poda dependiente de la correlación de actividad?
Grupo 4: Grupo 4: Mielinización progresiva
¿Cómo progresa la mielinización de los axones con la edad hasta aproximarse al estado adulto?
Grupo 5: Grupo 5: Período crítico de plasticidad
¿Cómo cambia la plasticidad del tejido nervioso con la edad alrededor de una ventana temporal de sensibilidad máxima a la experiencia?
Grupo 6: Grupo 6: Secuencia integrada del neurodesarrollo
¿Cómo se encadenan población neuronal, migración, sinapsis, mielinización y plasticidad crítica en el desarrollo del mismo tejido nervioso?
ID:1336
Grupo 1: Grupo 1: Neurogénesis y balance poblacional
Descripción
¿Cómo cambia la población neuronal neta por el balance entre proliferación limitada y muerte celular programada?
Pregunta clave: ¿Cómo cambia la población neuronal neta por el balance entre proliferación limitada y muerte celular programada?
La población neuronal neta del tejido nervioso resulta del balance entre dos procesos opuestos: una proliferación logística de neuronas, limitada por la capacidad del tejido nervioso, que crece rápido al principio pero se aplana a medida que la población neuronal se acerca a esa capacidad máxima del tejido nervioso, y una tasa de muerte celular programada que reduce constantemente esa población neuronal. Cuanto más se acerca la población neuronal neta a la capacidad del tejido nervioso, más lento crece esa población neuronal por la proliferación logística, mientras que la muerte celular programada sigue restándole neuronas. En conjunto, es este mismo tejido nervioso, con su población neuronal neta, su migración celular, su densidad sináptica, su mielinización y su ventana de plasticidad crítica, el que atraviesa, en esta secuencia, todo el proceso de desarrollo del sistema nervioso. El tejido nervioso en desarrollo atraviesa cinco procesos secuenciales: primero la neurogénesis, es decir, la proliferación y la muerte de neuronas dentro del tejido nervioso; luego la migración celular de esas neuronas, guiada por gradientes moleculares dentro del tejido nervioso; después una sobreproducción inicial de sinapsis dentro del tejido nervioso, seguida de una poda dependiente de actividad; a continuación la mielinización progresiva de los axones del tejido nervioso; y finalmente ventanas temporales de plasticidad especialmente alta, llamadas períodos críticos, durante las cuales el tejido nervioso es particularmente sensible a la experiencia. La migración celular de las neuronas dentro del tejido nervioso puede aproximarse con una ecuación de tipo reacción-difusión, el mismo tipo de ecuación ya usada para describir la propagación de la descarga eléctrica en otro modelo, pero aquí sesgada por un gradiente químico atractante: las neuronas migrantes del tejido nervioso se desplazan preferentemente hacia las zonas donde ese gradiente químico atractante es más intenso.
ID:7726
Grupo 2: Grupo 2: Migración celular guiada
Descripción
¿Cómo se desplazan las neuronas migrantes dentro del tejido nervioso bajo difusión y un gradiente químico atractante?
Pregunta clave: ¿Cómo se desplazan las neuronas migrantes dentro del tejido nervioso bajo difusión y un gradiente químico atractante?
La migración celular de las neuronas dentro del tejido nervioso puede aproximarse con una ecuación de tipo reacción-difusión, el mismo tipo de ecuación ya usada para describir la propagación de la descarga eléctrica en otro modelo, pero aquí sesgada por un gradiente químico atractante: las neuronas migrantes del tejido nervioso se desplazan preferentemente hacia las zonas donde ese gradiente químico atractante es más intenso. El tejido nervioso en desarrollo atraviesa cinco procesos secuenciales: primero la neurogénesis, es decir, la proliferación y la muerte de neuronas dentro del tejido nervioso; luego la migración celular de esas neuronas, guiada por gradientes moleculares dentro del tejido nervioso; después una sobreproducción inicial de sinapsis dentro del tejido nervioso, seguida de una poda dependiente de actividad; a continuación la mielinización progresiva de los axones del tejido nervioso; y finalmente ventanas temporales de plasticidad especialmente alta, llamadas períodos críticos, durante las cuales el tejido nervioso es particularmente sensible a la experiencia. En conjunto, es este mismo tejido nervioso, con su población neuronal neta, su migración celular, su densidad sináptica, su mielinización y su ventana de plasticidad crítica, el que atraviesa, en esta secuencia, todo el proceso de desarrollo del sistema nervioso. La población neuronal neta del tejido nervioso resulta del balance entre dos procesos opuestos: una proliferación logística de neuronas, limitada por la capacidad del tejido nervioso, que crece rápido al principio pero se aplana a medida que la población neuronal se acerca a esa capacidad máxima del tejido nervioso, y una tasa de muerte celular programada que reduce constantemente esa población neuronal. Cuanto más se acerca la población neuronal neta a la capacidad del tejido nervioso, más lento crece esa población neuronal por la proliferación logística, mientras que la muerte celular programada sigue restándole neuronas.
ID:7727
Grupo 3: Grupo 3: Sobreproducción y poda sináptica
Descripción
¿Cómo cambia la densidad sináptica desde una sobreproducción inicial hacia una poda dependiente de la correlación de actividad?
Pregunta clave: ¿Cómo cambia la densidad sináptica desde una sobreproducción inicial hacia una poda dependiente de la correlación de actividad?
La densidad sináptica del tejido nervioso sigue, por su parte, un patrón de sobreproducción de sinapsis seguida de una poda que depende de la correlación entre la actividad presináptica y la actividad postsináptica de cada sinapsis del tejido nervioso: esta poda sigue una regla formalmente emparentada con la misma plasticidad sináptica ya descrita para el peso efectivo de la sinapsis en otro modelo, pero orientada en sentido contrario, ya que en vez de fortalecer las sinapsis mejor correlacionadas, esta poda del tejido nervioso elimina específicamente las sinapsis peor correlacionadas. El tejido nervioso en desarrollo atraviesa cinco procesos secuenciales: primero la neurogénesis, es decir, la proliferación y la muerte de neuronas dentro del tejido nervioso; luego la migración celular de esas neuronas, guiada por gradientes moleculares dentro del tejido nervioso; después una sobreproducción inicial de sinapsis dentro del tejido nervioso, seguida de una poda dependiente de actividad; a continuación la mielinización progresiva de los axones del tejido nervioso; y finalmente ventanas temporales de plasticidad especialmente alta, llamadas períodos críticos, durante las cuales el tejido nervioso es particularmente sensible a la experiencia. En conjunto, es este mismo tejido nervioso, con su población neuronal neta, su migración celular, su densidad sináptica, su mielinización y su ventana de plasticidad crítica, el que atraviesa, en esta secuencia, todo el proceso de desarrollo del sistema nervioso.
ID:7728
Grupo 4: Grupo 4: Mielinización progresiva
Descripción
¿Cómo progresa la mielinización de los axones con la edad hasta aproximarse al estado adulto?
Pregunta clave: ¿Cómo progresa la mielinización de los axones con la edad hasta aproximarse al estado adulto?
La mielinización del tejido nervioso se modela como una curva de crecimiento sigmoidal con la edad: crece poco al principio del desarrollo, luego crece rápido durante un período intermedio, y finalmente se aplana a medida que el tejido nervioso se acerca a la edad adulta. El tejido nervioso en desarrollo atraviesa cinco procesos secuenciales: primero la neurogénesis, es decir, la proliferación y la muerte de neuronas dentro del tejido nervioso; luego la migración celular de esas neuronas, guiada por gradientes moleculares dentro del tejido nervioso; después una sobreproducción inicial de sinapsis dentro del tejido nervioso, seguida de una poda dependiente de actividad; a continuación la mielinización progresiva de los axones del tejido nervioso; y finalmente ventanas temporales de plasticidad especialmente alta, llamadas períodos críticos, durante las cuales el tejido nervioso es particularmente sensible a la experiencia. La ventana de plasticidad crítica del tejido nervioso, en cambio, se modela como un perfil temporal en forma de campana centrado en una edad de pico: la plasticidad del tejido nervioso es baja en las edades tempranas, aumenta hasta alcanzar su máximo en esa edad de pico, y luego vuelve a disminuir a medida que el tejido nervioso sigue madurando. En conjunto, es este mismo tejido nervioso, con su población neuronal neta, su migración celular, su densidad sináptica, su mielinización y su ventana de plasticidad crítica, el que atraviesa, en esta secuencia, todo el proceso de desarrollo del sistema nervioso.
ID:7729
Grupo 5: Grupo 5: Período crítico de plasticidad
Descripción
¿Cómo cambia la plasticidad del tejido nervioso con la edad alrededor de una ventana temporal de sensibilidad máxima a la experiencia?
Pregunta clave: ¿Cómo cambia la plasticidad del tejido nervioso con la edad alrededor de una ventana temporal de sensibilidad máxima a la experiencia?
La ventana de plasticidad crítica del tejido nervioso, en cambio, se modela como un perfil temporal en forma de campana centrado en una edad de pico: la plasticidad del tejido nervioso es baja en las edades tempranas, aumenta hasta alcanzar su máximo en esa edad de pico, y luego vuelve a disminuir a medida que el tejido nervioso sigue madurando. En conjunto, es este mismo tejido nervioso, con su población neuronal neta, su migración celular, su densidad sináptica, su mielinización y su ventana de plasticidad crítica, el que atraviesa, en esta secuencia, todo el proceso de desarrollo del sistema nervioso. El tejido nervioso en desarrollo atraviesa cinco procesos secuenciales: primero la neurogénesis, es decir, la proliferación y la muerte de neuronas dentro del tejido nervioso; luego la migración celular de esas neuronas, guiada por gradientes moleculares dentro del tejido nervioso; después una sobreproducción inicial de sinapsis dentro del tejido nervioso, seguida de una poda dependiente de actividad; a continuación la mielinización progresiva de los axones del tejido nervioso; y finalmente ventanas temporales de plasticidad especialmente alta, llamadas períodos críticos, durante las cuales el tejido nervioso es particularmente sensible a la experiencia. La densidad sináptica del tejido nervioso sigue, por su parte, un patrón de sobreproducción de sinapsis seguida de una poda que depende de la correlación entre la actividad presináptica y la actividad postsináptica de cada sinapsis del tejido nervioso: esta poda sigue una regla formalmente emparentada con la misma plasticidad sináptica ya descrita para el peso efectivo de la sinapsis en otro modelo, pero orientada en sentido contrario, ya que en vez de fortalecer las sinapsis mejor correlacionadas, esta poda del tejido nervioso elimina específicamente las sinapsis peor correlacionadas. La mielinización del tejido nervioso se modela como una curva de crecimiento sigmoidal con la edad: crece poco al principio del desarrollo, luego crece rápido durante un período intermedio, y finalmente se aplana a medida que el tejido nervioso se acerca a la edad adulta.
ID:7730
Grupo 6: Grupo 6: Secuencia integrada del neurodesarrollo
Descripción
¿Cómo se encadenan población neuronal, migración, sinapsis, mielinización y plasticidad crítica en el desarrollo del mismo tejido nervioso?
Pregunta clave: ¿Cómo se encadenan población neuronal, migración, sinapsis, mielinización y plasticidad crítica en el desarrollo del mismo tejido nervioso?
En conjunto, es este mismo tejido nervioso, con su población neuronal neta, su migración celular, su densidad sináptica, su mielinización y su ventana de plasticidad crítica, el que atraviesa, en esta secuencia, todo el proceso de desarrollo del sistema nervioso. El tejido nervioso en desarrollo atraviesa cinco procesos secuenciales: primero la neurogénesis, es decir, la proliferación y la muerte de neuronas dentro del tejido nervioso; luego la migración celular de esas neuronas, guiada por gradientes moleculares dentro del tejido nervioso; después una sobreproducción inicial de sinapsis dentro del tejido nervioso, seguida de una poda dependiente de actividad; a continuación la mielinización progresiva de los axones del tejido nervioso; y finalmente ventanas temporales de plasticidad especialmente alta, llamadas períodos críticos, durante las cuales el tejido nervioso es particularmente sensible a la experiencia.
ID:7731