Cinco edades secretas del cerebro humano: así cambia nuestra red neuronal a lo largo de la vida
Los científicos han descubierto que el cerebro no envejece de forma lineal, sino que cambia de rumbo cuatro veces a lo largo de la vida, sobre los 9, los 32, los 66 y los 83 años. Cada giro marca una edad oculta con consecuencias profundas para nuestra memoria, aprendizaje y salud mental.
Por Enrique Coperías
Imágenes de tractografía cerebral que ilustran la evolución de la conectividad neuronal a lo largo de las cinco edades clave del cerebro humano, desde la infancia hasta los 90 años. Cortesía: Dr. Alexa Mousley, University of Cambridge.
Los científicos llevan décadas describiendo cómo cambia el cerebro humano con la edad: cómo crece de manera explosiva durante la infancia, alcanza una supuesta madurez en la adultez temprana y declina poco a poco con el envejecimiento. Pero una nueva investigación apunta a que esta narrativa clásica es demasiado simple.
En realidad, el cerebro no avanza por una curva suave, sino que transita por cinco grandes edades o etapas topológicas, cada una marcada por un cambio profundo en la forma en que se organiza su red de conexiones neuronales.
La conclusión procede de uno de los análisis más amplios realizados hasta la fecha sobre la arquitectura estructural del cerebro humano. El trabajo, publicado en la revista Nature Communications , ha reunido 4.216 imágenes de conectividad cerebral obtenidas mediante técnicas de neuroimagen por difusión en personas de entre cero y noventa años.
Y, gracias a métodos matemáticos avanzados, en particular, técnicas de reducción de dimensionalidad conocidas como reducción no lineal de la dimensionalidad, sus autores han identificado cuatro grandes puntos de inflexión en la vida: a los 9, 32, 66 y 83 años. Esos hitos separan cinco épocas cerebrales, cada una con su propio estilo de organización interna.
🗣️ «Sabemos que el cableado del cerebro es crucial para nuestro desarrollo, pero no tenemos una visión global de cómo cambia a lo largo de nuestras vidas y por qué. Este estudio es el primero a identificar grandes fases del cableado cerebral a lo largo de una vida humana», explica la investigadora principal, Alexa Mousley, en un comunicado de la Universidad de Cambridge. Y añade—: Estas eras ofrecen un contexto importante para entender en qué momentos de nuestra vida el cerebro puede estar en su mejor momento, o más vulnerable».
En palabras de Mousle, «podría ayudarnos a comprender por qué algunos cerebros se desarrollan de manera diferente en puntos clave de la vida, ya sean dificultades de aprendizaje en la infancia o demencia en edades avanzadas».
La metáfora que proponen los investigadores es la de una gran estructura en movimiento—una especie de geografía cerebral tridimensional—que va deformándose con el tiempo. Los puntos de giro son momentos en los que esa geografía toma una dirección distinta. Si la infancia es una aceleración en pendientes abruptas, la adultez es un largo llano y la vejez un territorio de reorganización interna.
«Mirando atrás, muchos de nosotros sentimos que nuestras vidas han estado marcadas por distintas fases. Resulta que los cerebros también pasan por estas eras», añade el autor sénior, Duncan Astle, profesor de Neuroinformática en Cambridge.
Una cartografía de 4.200 cerebros
Para explorar la evolución de la organización cerebral, los investigadores analizaron cómo cambian con la edad doce métricas de la teoría de grafos, una rama de las matemáticas que estudia los sistemas formados por nodos y conexiones. En el cerebro, los nodos son regiones cerebrales y las conexiones las vías de comunicación entre ellas.
Estas métricas se agrupan en tres grandes familias:
1️⃣ Integración: lo bien conectada que está la red en su conjunto; por ejemplo, la eficiencia global o la longitud de los caminos mínimos.
2️⃣ Segregación: la tendencia de la red a organizarse en módulos cerebrales especializados; por ejemplo, la modularidad o la clustering coefficient (agrupamiento local).
3️⃣ Centralidad: la importancia relativa de ciertos nodos para coordinar el flujo de información.
La combinación de todas ellas genera una especie de huella topológica del cerebro en cada momento de la vida. Pero debido a que son medidas muy interrelacionadas, los autores recurrieron a una técnica que permite condensar todos esos datos en un paisaje matemático tridimensional: UMAP, un método diseñado para descubrir patrones no lineales ocultos.
De esa cartografía emergieron guiños claros: hay edades en las que la red cerebral cambia de rumbo, puntos de giro que aparecen de manera consistente cuando se representa el desarrollo cerebral global en cientos de configuraciones matemáticas diferentes.
Imagen representativa de tractografía cerebral correspondiente a la primera era del cerebro humano, que abarca desde el nacimiento hasta los nueve años. Refleja el patrón general de conectividad observado en el estudio durante esta fase inicial de cableado neuronal. Crédito: Dr. Alexa Mousley / University of Cambridge.
Época 1: de 0 a 9 años. El cerebro que se especializa
La primera etapa, desde el nacimiento hasta los nueve años, está marcada por una paradoja aparente: la integración global disminuye, mientras que la segregación local aumenta, sobre todo a través del crecimiento del clustering, la tendencia de regiones vecinas a conectarse entre sí.
En esta fase, el cerebro infantil todavía está inmerso en un proceso de poda sináptica extraordinariamente intenso. También avanza la maduración de la sustancia blanca y el crecimiento del volumen cerebral. El hallazgo encaja con procesos bien descritos en el neurodesarrollo.
El punto de giro de los nueve años coincide con hitos como la estabilización del grosor cortical, los cambios hormonales del inicio de la pubertad y la aparición de primeras vulnerabilidades psicológicas y cognitivas.
Imagen representativa de tractografía cerebral correspondiente a la segunda era del cerebro humano, la fase adolescente. Refleja el patrón general de conectividad observado en el estudio durante esta etapa de reorganización y refinamiento del cableado neuronal. Cortesía: Dr. Alexa Mousley, University of Cambridge.
Época 2: de 9 a 32 años. La edad dorada de la integración
Entre los 9 y los 32 años ocurre uno de los periodos de transformación más profundos del desarrollo cerebral humano. Es, según el estudio, la etapa más dinámica, donde prácticamente todas las métricas topológicas cambian de forma significativa. Destaca un aumento sostenido de la eficiencia global, acompañado de una disminución de la modularidad: el cerebro gana en comunicación de largo alcance mientras se diluyen las fronteras entre sistemas funcionales.
«La eficiencia neuronal es, como cabría imaginar, un sistema bien conectado mediante trayectos cortos, y la era adolescente es la única en la que esta eficiencia está aumentando», apunta Mousley.
La métrica que mejor predice la edad en esta etapa es la small-worldness, un concepto clave en ciencia del cerebro, que describe el equilibrio entre eficiencia global e interconexión local. Los investigadores subrayan que los cambios de este periodo llegan a su clímax en los primeros treinta.
🗣️ «En torno a los 32 años vemos los mayores cambios direccionales en el cableado y el mayor cambio global en la trayectoria, en comparación con todos los demás puntos de inflexión —señala Mousley—. Mientras que la pubertad ofrece un inicio claro, el final de la adolescencia es mucho más difícil de definir científicamente. Basándonos únicamente en la arquitectura neuronal, descubrimos que los cambios de tipo adolescente en la estructura cerebral terminan alrededor de principios de los treinta»
Imagen representativa de tractografía cerebral correspondiente a la tercera era del cerebro humano, que comienza a principios de la treintena y se prolonga durante más de tres décadas. Refleja el patrón general de conectividad observado en el estudio durante esta etapa de estabilidad y reorganización progresiva del cableado neuronal. Cortesía: Dr. Alexa Mousley, University of Cambridge.
Época 3: de 32 a 66 años. Una adultez estable, arquitectura en calma
Desde los 32 hasta los 66 años se extiende la etapa más larga y estable. El estudio la describe como un periodo de descenso progresivo de la integración y aumento de la segregación, aunque sin grandes sobresaltos. El cerebro se vuelve menos eficiente globalmente, pero fortalece sus módulos funcionales y circuitos locales.
En esta etapa destacan dos métricas: el clustering y la eficiencia local, que crecen de manera paralela.
El punto de giro a los 66 años no es abrupto, pero sí representa un cambio en el tipo de propiedades que mejor predicen el envejecimiento cerebral.
«Los datos sugieren que una reorganización gradual de las redes cerebrales culmina a mediados de los sesenta. Tal vez se deba al envejecimiento, con una conectividad cada vez más reducida a medida que la sustancia blanca empieza a degenerarm —explica Mousley—. Esta es una edad en la que las personas enfrentan un mayor riesgo de sufrir una variedad de problemas de salud que pueden afectar al cerebro, como la hipertensión».
Reconstrucción por tractografía que ilustra el patrón de conectividad característico de la cuarta era del cableado cerebral, asociada al inicio del envejecimiento y a la reorganización de las redes estructurales. Cortesía: Dr. Alexa Mousley, University of Cambridge.
Época 4: de 66 a 83 años. El cerebro que se fragmenta
Entre los 66 y los 83 años, solo cuatro métricas topológicas muestran cambios claros. La modularidad continúa aumentando, lo que indica que el cerebro se vuelve más compartimentado. También aumenta la centralidad de ciertos nodos, que actúan como puentes clave en una red global menos integrada.
Imagen representativa de tractografía cerebral correspondiente a la quinta era del cerebro humano, la fase de envejecimiento avanzado. Refleja el patrón general de conectividad observado en el estudio durante esta etapa final, marcada por la pérdida de integración global y la dependencia de nodos locales clave. Cortesía: Dr. Alexa Mousley, University of Cambridge.
Época 5: de 83 a 90 años. El último patrón reconocible
A partir de los 83 años, solo la centralidad de subgrafo mantiene una asociación significativa con la edad. El cerebro parece reorganizarse alrededor de unos pocos nodos que conservan su capacidad de coordinar actividad local.
Un cerebro que cambia de marcha cuatro veces
La principal aportación de este trabajo es conceptual: la identificación de puntos de giro topológicos, momentos de la vida en los que el cerebro adopta otra dirección estructural.
«Muchas afecciones del neurodesarrollo, de la salud mental y neurológicas están vinculadas a la forma en que el cerebro está conectado. De hecho, las diferencias en el cableado cerebral predicen dificultades de atención, lenguaje, memoria y un amplio abanico de comportamientos», comenta Astle.
Y concluye: «Entender que el recorrido estructural del cerebro no es una cuestión de progresión constante, sino más bien de unos pocos grandes puntos de inflexión, nos ayudará a identificar cuándo y cómo su cableado es vulnerable a las alteraciones».▪️
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Información facilitada por la Universidad de Cambridge
Fuente: Mousley, A., Bethlehem, R. A. I., Yeh, F. C. et al. Topological turning points across the human lifespan. Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-65974-8
