Los preadolescentes que estuvieron expuestos a altos niveles de contaminación atmosférica en sus primeros años de vida, muestran cambios entre varias regiones de su cerebro, concretamente una mayor conectividad cerebral
Esta es la principal conclusión de un estudio liderado por el Instituto de Salud Global (ISGlobal,) centro impulsado por la Fundación “la Caixa”, con el objetivo de determinar cómo influye la contaminación en el cerebro de los adolescentes, tras ser expuestos durante su infancia a la misma.
“Ya sabemos que los niños y las niñas son especialmente vulnerables al efecto de estas exposiciones, debido a su metabolismo inmaduro y a su cerebro en desarrollo”, afirma la investigadora de esta entidad y autora principal, Mónica Guxens.
De hecho, otros estudios realizados por Guxens y otros equipos han encontrado una asociación entre la exposición a la contaminación atmosférica durante la primera infancia y alteraciones en la estructura del cerebro.
En esta investigación sobre preadolescentes, cerebro y contaminación, el equipo utilizó imágenes de resonancia magnética (IRM) para explorar si una mayor exposición a la contaminación atmosférica o al ruido podía asociarse también a posibles alteraciones en la conectividad cerebral, es decir, en la forma en que interactúan distintas regiones del cerebro.
Para Guxens, el uso de la IRM “ha abierto nuevas posibilidades en el campo de la epidemiología, al permitir investigar la estructura y el funcionamiento del cerebro”.
El equipo investigador utilizó datos de 2.197 niñas y niños del Estudio Generación R, nacidos
entre abril de 2002 y enero de 2006 y residentes en Rotterdam (Países Bajos).
Utilizando modelos de uso del suelo, estimaron los niveles de óxidos de nitrógeno (NOx y NO2) y de partículas en suspensión (PM) en los hogares de los participantes durante diferentes momentos: en el embarazo de la madre, desde el nacimiento hasta los 3 años, desde los 3 hasta los 6 años y desde los 6 años hasta la edad en que se realizó la resonancia magnética.
Los niveles de ruido debidos al tráfico rodado se estimaron utilizando los mapas de ruido existentes. Entre los 9 y los 12 años de edad, las y los participantes fueron invitados a someterse a una resonancia magnética en estado de reposo (es decir, sin estímulos externos).
Los resultados de este estudio sobre preadolescentes, cerebro y contaminación muestran que una mayor exposición al NO2 y a la absorbencia de las PM2.5 (un indicador de las partículas de carbono negro) desde el nacimiento hasta los 3 años, y al NOx desde los 3 hasta los 6 años de edad, se asoció con una mayor conectividad funcional entre varias regiones cerebrales en la preadolescencia.
Las asociaciones se identificaron en áreas cerebrales predominantemente implicadas en dos redes que tienen funciones fuertemente opuestas: la red de tareas negativas (o “modo por defecto”) tiende a activarse en condiciones de reposo y la red de tareas positivas tiende a activarse durante las tareas que exigen atención.
“Todavía tenemos que entender las consecuencias de esta mayor actividad de ambas redes en condiciones de reposo, pero por ahora podemos decir que la conectividad cerebral en los niños expuestos a mayores niveles de contaminación atmosférica es diferente de lo que cabría esperar”, afirma
Laura Pérez-Crespo, primera autora de este estudio sobre preadolescentes, cerebro y contaminación.
La principal fuente de carbono negro y gases de óxido de nitrógeno en las ciudades europeas son los vehículos diésel.
Sin embargo, la exposición al ruido en el hogar no se asoció con diferencias en la conectividad cerebral, a pesar de que varios estudios muestran que el ruido afecta al desarrollo cognitivo de las y los niños.
Preadolescentes y cerebro: contaminación y ruido
Así, un estudio realizado en 38 centros escolares de Barcelona ha sugerido que el ruido del tráfico en los colegios tiene un efecto perjudicial sobre el desarrollo de la memoria de trabajo y la capacidad de atención del alumnado de primaria.
Los resultados de esta investigación liderada por el Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal), centro impulsado por la Fundación ”la Caixa”, se han dado a conocer en la revsita PLoS Medicine.
El estudio, enmarcado en el proyecto BREATHE , y liderado por los investigadores Maria Foraster y Jordi Sunyer, contó con la participación de 2.680 niños y niñas de entre siete y diez años de edad.
Con el objetivo de evaluar el posible impacto del ruido del tráfico sobre el desarrollo cognitivo, el equipo científico se centró en dos habilidades que se desarrollan con rapidez en la preadolescencia y que resultan esenciales para el aprendizaje y el rendimiento escolar: la capacidad de atención y la memoria de trabajo.
La capacidad de atención hace posible que atendamos a estímulos específicos de forma selectiva o que nos centremos en una tarea concreta durante periodos de tiempo prolongado, entre otros procesos. La memoria de trabajo o memoria operativa es el sistema que nos permite mantener y manipular información en periodos cortos de tiempo.
Cuando, además, es necesario procesar de manera continua y eficaz la información almacenada en la memoria de trabajo se habla de memoria de trabajo compleja .
El trabajo de campo se extendió durante 12 meses entre los años 2012 y 2013, a lo largo de los cuales las y los participantes realizaron cuatro veces los tests cognitivos.
El objetivo de estas pruebas no era solo evaluar la memoria de trabajo y capacidad de atención, sino estudiar su evolución a lo largo del tiempo . En paralelo, se efectuaron mediciones de ruido tanto en el exterior de las 38 escuelas participantes, como en los patios y en el interior de las aulas.
Los resultados muestran que, transcurrido el año de estudio, la progresión de la memoria de trabajo, de la memoria de trabajo compleja y de la capacidad de atención fue más lenta en alumnos y alumnas que asistían a escuelas con mayor ruido de tráfico.
Por ejemplo, un incremento de 5 dB en los niveles de ruido exterior se tradujo en un desarrollo de la memoria de trabajo un 11,4 % más lento que la media y en un desarrollo de la memoria de trabajo compleja un 23,5 % inferior a la media.
Asimismo, una exposición a 5 dB adicionales de ruido del tráfico exterior se tradujo en un desarrollo de la capacidad de atención un 4,8 % más lento que la media.
Diferencias entre el interior y el exterior del aula
En el análisis del ruido exterior, tanto un mayor nivel medio de ruido como una mayor fluctuación en los niveles de ruido en la escuela se asociaron con una peor evolución en los resultados del alumnado en todas las pruebas.
En el interior de las aulas, una mayor fluctuación en los niveles de ruido también se asoció a una evolución más lenta a lo largo de un año en todos los tests cognitivos.
En cambio, los preadolescentes y niños y niñas expuestos a mayores niveles medios de ruido en clase durante el año solo tuvieron peores resultados que el alumnado en aulas más silenciosas en la prueba de la capacidad de atención, pero no en los tests de memoria de trabajo.
“Este resultado apunta a que los picos de ruido en el interior del aula podrían resultar más disruptivos para el neurodesarrollo que la media de los decibelios.
Esto es importante, porque refuerza la hipótesis de que quizá influyan más las características del ruido que sus niveles medios, cuando actualmente las políticas sólo se basan en la media de decibelios”, explica Maria Foraster, investigadora también del citado centro y primera autora del estudio.
“Nuestro estudio refuerza la hipótesis de que la infancia es un periodo vulnerable en el que estímulos externos como el ruido pueden afectar al rápido proceso de desarrollo cognitivo que tiene lugar antes de la adolescencia”, explica Jordi Sunyer, investigador del ISGlobal y último autor del estudio.