Shakespeare contó siete edades del hombre: la ciencia encuentra cinco en el cerebro

En el monólogo de la comedia Como gustéis que empezaba con aquello de "All the world's a stage", William Shakespeare cuantificaba en siete las etapas vitales o edades por las que pasaba el hombre.

Ahora la ciencia se ha centrado en el cerebro humano y cifra en cinco, no siete, las distintas fases por las que atraviesa a lo largo de su vida. El tránsito de una a otra no es gradual, sino brusco, y ocurre a unas edades concretas: a los 9, 32, 66 y 83 años.

Así envejece el cerebro humano

El cerebro humano no envejece como un reloj que se ralentiza poco a poco. En lugar de un deterioro gradual y uniforme, la organización de nuestras conexiones neuronales experimenta cuatro giros bruscos a lo largo de la vida, cuatro puntos de inflexión que marcan transiciones profundas en la forma en que el cerebro procesa información, aprende y responde al entorno.

Es la principal conclusión de un estudio publicado en Nature Communications por investigadores de la Universidad de Cambridge y la Universidad de Pittsburgh, que han analizado más de 4.200 imágenes cerebrales de personas de entre cero y 90 años.

Cinco épocas cerebrales separadas por cuatro umbrales

El trabajo, liderado por la neurocientífica Alexa Mousley, de la Unidad de Cognición y Ciencias del Cerebro del Medical Research Council (MRC) de Cambridge, identifica cinco grandes épocas en la vida del cerebro.

Cada una de ellas está caracterizada por una configuración específica de las redes neuronales, lo que los científicos denominan "topología cerebral": la forma en que las distintas regiones del cerebro están conectadas entre sí.

"Sabemos que el cableado del cerebro es crucial para nuestro desarrollo, pero nos faltaba una visión global de cómo cambia a lo largo de nuestras vidas y por qué", explica Mousley en un comunicado de la Universidad de Cambridge.

"Este estudio es el primero en identificar las principales fases del cableado cerebral a lo largo de la vida humana".

Para llegar a estas conclusiones, el equipo empleó técnicas avanzadas de teoría de grafos y algoritmos de reducción de dimensionalidad, en concreto UMAP (Uniform Manifold Approximation and Projection), aplicados a imágenes de resonancia magnética por difusión.

Esta técnica permite rastrear el movimiento de las moléculas de agua en el tejido cerebral, lo que a su vez revela la estructura de las conexiones neuronales. El resultado es un mapa dinámico que muestra no solo cómo cambia el cerebro con la edad, sino cuándo se producen los cambios más significativos.

Primera etapa | Infancia: consolidación y especialización local

La primera época cerebral abarca desde el nacimiento hasta los nueve años. Durante este periodo, el cerebro infantil se caracteriza por una alta densidad de conexiones, pero relativamente baja eficiencia global.

Las redes neuronales se organizan en pequeños grupos especializados -lo que se conoce como segregación local- mientras que la integración entre distintas regiones cerebrales disminuye.

Este patrón refleja un proceso biológico fundamental: la poda sináptica. Los bebés nacen con un exceso de sinapsis, las conexiones entre neuronas, que después se van eliminando selectivamente según su uso. Las conexiones más activas sobreviven; las menos utilizadas desaparecen.

Paralelamente, el volumen de sustancia gris y blanca crece con rapidez, el grosor cortical -la distancia entre la capa externa de materia gris y la interna de sustancia blanca- alcanza su máximo y los característicos pliegues de la corteza cerebral se estabilizan.

Primer punto de inflexión: 9 años

El primer punto de inflexión llega en torno a los 9 años, una edad que coincide con importantes cambios cognitivos y con un mayor riesgo de aparición de trastornos de salud mental.

Es también el momento en que muchos niños experimentan las primeras transformaciones hormonales asociadas con la pubertad.

Segunda etapa | Adolescencia y juventud: eficiencia y comunicación global

La segunda época se extiende desde los nueve hasta los 32 años, un periodo mucho más largo de lo que habitualmente se asocia con la adolescencia.

Durante esta fase, el cerebro alcanza su máxima eficiencia. Las conexiones no solo se refinan dentro de regiones específicas, sino que la comunicación entre distintas áreas del cerebro se vuelve más rápida y efectiva.

"La eficiencia neuronal es, como se puede imaginar, estar bien conectado mediante rutas cortas, y la era adolescente es la única en la que esta eficiencia está aumentando", señala Mousley.

El volumen de sustancia blanca continúa creciendo, lo que mejora la organización de las redes de comunicación cerebral. Este periodo coincide con el desarrollo de capacidades cognitivas complejas, la maduración de funciones ejecutivas y la consolidación de la personalidad.

Segundo punto de inflexión: 32 años

El segundo punto de inflexión, alrededor de los 32 años, es el más pronunciado de toda la vida. "Vemos los cambios más direccionales en el cableado y el mayor cambio general en la trayectoria, en comparación con todos los demás puntos de inflexión", explica Mousley.

Aunque la pubertad marca un inicio claro de la adolescencia, su final es mucho más difuso. Basándose exclusivamente en la arquitectura neuronal, los investigadores concluyen que los cambios propios de la adolescencia no finalizan hasta la treintena.

Tercera etapa | Edad adulta: estabilidad y compartimentación progresiva

A partir de los 32 años comienza la tercera época, que se prolonga durante más de tres décadas, hasta los 66 años.

Es la fase más larga y se caracteriza por la estabilización de la estructura cerebral. No hay grandes puntos de inflexión durante estos 30 años, lo que se corresponde con lo que otros estudios han denominado una "meseta en inteligencia y personalidad".

Sin embargo, esta estabilidad no implica inmovilidad. Durante la edad adulta, el cerebro experimenta un aumento gradual de la modularidad: las distintas regiones tienden a volverse más compartimentadas, con una menor integración global.

Este proceso, aunque sutil, sugiere que el cerebro adulto prioriza la especialización funcional sobre la comunicación amplia entre áreas.

Cuarta etapa | Envejecimiento temprano: reorganización y vulnerabilidad

El tercer punto de inflexión tiene lugar en torno a los 66 años. Aunque es menos abrupto que los anteriores, marca el inicio de una reorganización significativa de las redes cerebrales. La conectividad global continúa disminuyendo y la modularidad se intensifica, lo que refleja una tendencia hacia estructuras más locales y menos integradas.

"Los datos sugieren que una reorganización gradual de las redes cerebrales culmina a mediados de los 60", explica Mousley. "Esto probablemente está relacionado con el envejecimiento, con una conectividad aún más reducida a medida que la sustancia blanca comienza a degenerarse".

Esta edad coincide con un aumento del riesgo de diversas patologías que afectan al cerebro, como la hipertensión arterial, factores de riesgo cardiovascular y el inicio de procesos neurodegenerativos. La vulnerabilidad del cerebro a ellas aumenta precisamente cuando su arquitectura experimenta cambios significativos.

Quinta etapa | Envejecimiento tardío: fragilidad y redes locales

El cuarto y último punto de inflexión se produce alrededor de los 83 años. Aunque los datos disponibles para esta fase son más limitados -debido a que menos personas de edad muy avanzada participan en estudios de neuroimagen-, los investigadores observaron un cambio adicional en la organización cerebral.

La característica principal de esta última época es un desplazamiento desde la conectividad global hacia la local. El cerebro pierde robustez en sus conexiones de largo alcance y aumenta su dependencia de ciertas regiones específicas.

Este patrón sugiere una simplificación de la red neuronal y una mayor fragilidad, posiblemente relacionada con la reducción de la conectividad funcional y la vulnerabilidad neuronal propia de la vejez avanzada.

Implicaciones para la salud y la cognición

Estos hallazgos van más allá de la descripción matemática de patrones en el cerebro. Los puntos de inflexión identificados se alinean con hitos biológicos, conductuales y clínicos bien conocidos.

El giro de los 9 años coincide con cambios hormonales y el desarrollo socioemocional. El de los 32 años marca el fin de la fase más eficiente del cerebro y se relaciona con la estabilización de rasgos cognitivos y de personalidad.

El de los 66 años se superpone con el aumento del riesgo de enfermedades cardiovasculares y demencia. El último, a los 83 años, refleja la fragilidad de las redes neuronales en la vejez.

"Muchas patologías del neurodesarrollo, de salud mental y neurológicas están vinculadas a la forma en que el cerebro está cableado", señala el profesor Duncan Astle, catedrático de Neuroinformática en Cambridge y autor principal del estudio. "De hecho, las diferencias en el cableado cerebral predicen dificultades con la atención, el lenguaje, la memoria y una gran variedad de comportamientos diferentes".

Comprender que el viaje estructural del cerebro no es una cuestión de progresión constante, sino de unos pocos puntos de inflexión importantes, puede ayudar a identificar cuándo y cómo su cableado es vulnerable a interrupciones, añade Astle.

Una perspectiva innovadora sobre el desarrollo cerebral

El uso de técnicas de manifold learning, como UMAP, para mapear el desarrollo cerebral supone un avance metodológico significativo.

Frente a los modelos lineales tradicionales, que asumen un cambio gradual y uniforme, estas técnicas capturan la complejidad real de la trayectoria vital. Revelan que el cerebro no envejece de forma homogénea, sino a través de fases diferenciadas, cada una con sus propios patrones de organización.

El estudio confirma también que la organización cerebral está estrechamente vinculada a la eficiencia cognitiva y a la resiliencia frente a trastornos mentales. Esta perspectiva del desarrollo cerebral abre nuevas vías para diseñar intervenciones educativas, clínicas y de salud pública adaptadas a cada etapa de la vida.

"Mirando hacia atrás, muchos de nosotros sentimos que nuestras vidas han estado caracterizadas por diferentes fases. Resulta que los cerebros también atraviesan estas eras", concluye Astle. Desde la infancia hasta la vejez, la arquitectura cerebral evoluciona en respuesta a factores biológicos, ambientales y sociales.

Como subrayan los autores del estudio, solo una perspectiva multivariada y poblacional puede desvelar los giros ocultos de esta compleja trayectoria. Comprender estos patrones puede ser clave para promover un envejecimiento saludable y mejorar la calidad de vida en todas las etapas del desarrollo humano.