Los estudios publicados anteriormente por Maguire y colaboradores (2000, 2006) con taxistas en Londres evidenciaron en las resonancias magnéticas estructurales (RMEs) que los taxistas presentaban diferencias en la sustancia gris de los hipocampos, siendo mayor en los hipocampos posteriores, especialmente el derecho, y menor en los hipocampos anteriores. Estos cambios se observaron al comparar los conductores de taxi con un grupo de control con adultos. Los cambios en la materia gris de los hipocampos se correlacionaron con cambios en la memoria, observándose una mayor memoria de los sitios de referencia más famosos de Londres y su distancia relativa pero menos capacidad de adquirir o recuperar nueva información visoespacial (Maguire y colaboradores, 2006), evidenciando que el entrenamiento que favorece la adquisición de conocimiento espacial tiene un costo, tal vez como resultado de una disminución en la materia gris de los hipocampos anteriores.
Estos estudios, sin embargo, fueron estudios transversales y por lo tanto limitan la posibilidad de establecer una relación causa-efecto entre la experiencia de la labor como taxistas en un sistema riguroso como el de Londres y los cambios en la sustancia gris de los hipocampos. Para comenzar a establecer esta relación se requiere de estudios longitudinales en los cuales los mismos participantes se evalúan antes y después de su entrenamiento para licenciarse como taxistas en la ciudad de Londres, la cual tiene un sistema complejo de calles. Es importante recordar que el entrenamiento para recibir la licencia, denominado “The Knowledge”, es muy riguroso y toma entre tres y cuatro años, finalizando con exámenes que deben ser aprobados. Esta es una preparación y sistema de cualificación de taxistas que es único en el mundo.
El presente estudio longitudinal de Woollett y Maguire (2011) se inició con 79 adultos que iniciaron su entrenamiento para aprender el mapa complejo de las calles de Londres como requisito para licenciarse como conductores de taxi. Se realizaron dos RMEs, una al comienzo del entrenamiento y otra al final, tres o cuatro años después. Lo mismo se hizo con 31 participantes que sirvieron como grupo control. Se tuvo en cuenta que aproximadamente entre el 50% y el 60% de los aprendices no logran calificarse para recibir su licencia como conductores de taxi. Por lo tanto, el estudio incluyó tres grupos: Los aprendices que lograron su licencia (39), los que no la lograron (20) y los del grupo de control (31). 20 de los participantes no regresaron para la segunda RME, de los cuales 18 no terminaron el entrenamiento. El objetivo propuesto no fue sólo encontrar si las diferencias en los hipocampos y en la memoria se debían al entrenamiento sino también si las RMEs al comienzo podían predecir quienes calificarían para lograr su licencia.
La evaluación inicial evidenció que no había diferencias significativas entre los tres grupos en variables como edad, nivel educativo, CI (coeficiente intelectual) y una variedad de medidas de memoria. Las RMEs tampoco evidenciaron diferencias entre los tres grupos al inicio del estudio. Lo anterior mostró que ni el perfil neuropsicológico ni las RMEs lograban predecir el éxito en el entrenamiento debido a que no se observaron diferencias entre aquellos que lograron calificarse y los que no lo hicieron. Por lo tanto, los cambios que se observarían posteriormente serían resultado de la adquisición de “The Knowledge”.
Tres a cuatro años después se volvieron a evaluar los participantes de los tres grupos. Las pruebas de memoria evidenciaron diferencias significativas; los aprendices mostraron un mejor conocimiento de los sitios de referencia más famosos de Londres y las relaciones espaciales entre ellos que los otros dos grupos. Por otro lado, se les dificultó más la recuperación diferida de una figura compleja, lo cual muestra menos capacidad de adquirir o recuperar nueva información visoespacial. Estas diferencias en la memoria entre los taxistas y los controles replican los hallazgos del estudio transversal de Maguire y colaboradores (2006) y evidencian que los cambios en la memoria son el resultado del entrenamiento recibido. Las RMEs evidenciaron que el entrenamiento de “The Knowledge” tuvo un impacto en el volumen de la materia gris, mostrando un incremento en ambos hipocampos posteriores, mientras que en los otros grupos no se encontraron diferencias significativas. Esto revela que el incremento en el volumen de la materia gris en los hipocampos posteriores son el resultado de la adquisición de la representación espacial de las calles de Londres. Contrario a lo observado en los dos estudios anteriores (Maguire y colaboradores 2000, 2006), no se encontró una disminución en la materia gris de los hipocampos anteriores en los aprendices. Las investigadoras especularon que esto sucedería posteriormente a medida que los conductores de taxi tuvieran mayor experiencia. El hecho de que se haya afectado negativamente la recuperación diferida de la figura compleja puede verse como un indicador de que ya se estaban gestando cambios en los hipocampos anteriores.
La adquisición de “The Knowledge” que implica un aprendizaje espacial, el cual se correlaciona con cambios en los hipocampos posteriores, revela la relación estrecha entre esta zona del cerebro y la navegación espacial. También muestra que el hipocampo es un sitio utilizado para almacenar la información espacial que se ha adquirido o como un centro de procesamiento para la información detallada de la navegación espacial. También se evidencia la existencia de una diferenciación funcional en el hipocampo entre la zona anterior y posterior en relación con la memoria espacial. Adicionalmente se revela la capacidad de plasticidad en los hipocampos en sujetos adultos la cual puede ser el resultado de nuevas neuronas (neurogénesis) y/o nuevas sinapsis para mayor interconexión entre neuronas (sinaptogénesis), requiriendo de investigaciones para comprender mejor los mecanismos subyacentes de esta plasticidad en los hipocampos.
Resumiendo, en aquellos que calificaron para recibir su licencia como conductores de taxi la interiorización de la representación espacial de las calles de Londres estuvo asociada a un incremento en la materia gris de sus hipocampos posteriores, con cambios concomitantes en su perfil de memoria, como se había reportado en Maguire y colaboradores (2006). Estos cambios en la memoria evidencian que la mejora en un dominio tiene un costo en otros tipos de memoria. Por otro lado, no se observaron cambios en los aprendices que no lograron licenciarse o en los participantes que formaron el grupo de control.
Finalmente, el hecho de que algunos aprendices no lograron calificarse para recibir su licencia como conductores de taxi en Londres, hacen surgir nuevas preguntas como los posibles factores hereditarios que alimentan las diferencias en la memoria espacial y la habilidad para orientarse en el espacio. Por lo tanto, es posible que aquellos que lograron su licencia pueden tener una predisposición genética para la plasticidad que se observó.
Se concluyó que se pueden producir cambios en la estructura del cerebro en adultos cuando éstos se involucran en el ejercicio de funciones cognitivas superiores como la memoria espacial.
Evaluación de los estudios de Woollett y Maguire:
Fortalezas:
- Los resultados replican estudios anteriores y muestra nuevas evidencias de la plasticidad cerebral como resultado de la experiencia ya que se trató de un diseño longitudinal
- El estudio fue bien diseñado y tiene alta validez interna, lo cual permite que sea replicado.
- Al igual que el estudio de Maguire y colaboradores (2006), se utilizan medidas de memoria que correlacionan con los cambios observados en el hipocampo medidos con la RME.
- Se realizaron varias pruebas neuropsicológicas iniciales que confirmaron que al comienzo tenían un perfil similar, evidenciando que los resultados observados posteriormente se debieron al entrenamiento.
Limitaciones:
- Hubo un alto nivel de deserción, especialmente de aquellos participantes que no lograron su licencia.
- Se requerirían otros estudios con otras poblaciones que utilicen la navegación espacial para corroborar los resultados en la neuroplasticidad del hipocampo para este tipo de tareas.
- Se trata de experimentos naturales en los que la variable independiente no fue manipulada por los investigadores, impidiendo la asignación al azar de los participantes, y por lo tanto no se puede establecer claramente una relación causa-efecto, aunque el estudio longitudinal permite establecer mejor esta relación que los estudios transversales previos.
- Los estudios informan sobre mecanismos macroscópicos, no sobre los microscópicos como las sinapsis que se han generado o la neurogénesis que puede haberse llevado a cabo en el hipocampo.
Nota: Este estudio de Woolett y Maguire se puede utilizar en preguntas relacionadas con:
- Tecnologías utilizadas para estudiar el cerebro con relación al comportamiento
- Localización de funciones en el cerebro
- Neuroplasticidad
- Redes neuronales
- Métodos de investigación – Experimento natural longitudinal
Bibliografía:
Maguire, E.A., Gadian, D.G., Johnsrude, I.S., Good, C.D., Ashburner, J., Frackowiak, R.S.J. y Frith, C.D. (2000). Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Science, 97(8), 4398-4403.
Maguire, E.A., Woollett, K. y Spiers, H.J. (2006). London taxi drivers and bus drivers: A structural MRI and neuropsychological analysis. Hippocampus, 16, 1091-1101.
Woollett, K. y Maguire, E. (2011). Acquiring “the knowledge” of London’s layout drives structural brain changes. Current Biology, 21(24), 2109–2114.