La neuroplasticidad se suele presentar como un nuevo descubrimiento revolucionario, pero el concepto ha existido de una forma u otra durante más de 200 años. A principios del decenio de 1780, las correlaciones entre el naturalista suizo Charles Bonnet y el anatomista italiano Michele Vincenzo Malacame discuten la posibilidad de que el ejercicio mental pueda conducir al crecimiento del cerebro, y mencionan varias formas de probar la idea experimentalmente. Malacarne lo hizo entonces, usando pares de perros de la misma camada y pares de aves de la misma nidada de huevos. Entrenó extensamente a un animal de cada pareja durante varios años, luego examinó sus cerebros, y afirmó que el cerebelo era significativamente más grande en los animales entrenados que en los no entrenados. Poco después, el médico alemán Samuel Thomas von Sommerring consideró la idea en un influyente libro de anatomía publicado en 1791: "¿Cambia gradualmente el uso y el ejercicio del poder mental la estructura material del cerebro," escribió, "tal como vemos, por ejemplo, que los músculos muy usados se vuelven más fuertes y que el trabajo duro engrosa considerablemente la epidermis? No es improbable, aunque el bisturí no puede demostrarlo fácilmente".
A principios del siglo XIX, Johann Spurzheim, uno de los fundadores de la frenología, sugirió que el desarrollo de las facultades mentales y las estructuras cerebrales asociadas a ellas podrían ser estimuladas por el ejercicio y la educación. Y Jean-Baptiste Lamarck, un oponente de Charles Darwin que argumentaba que la evolución se produce por la herencia de las características adquiridas, creía que la especialización de las regiones del cerebro se desarrollan mediante el uso adecuado de las facultades relacionadas".
En 1894, Cajal sugirió que la plasticidad se produce en las uniones entre las células nerviosas y que el ejercicio mental conduce al crecimiento de nuevas ramas de fibras nerviosas. "La teoría de la arborización libre de las ramas celulares capaces de crecer parece no sólo muy probable sino también muy alentadora", dijo en una conferencia en la Royal Society de Londres. "Una red continua preestablecida, una especie de sistema de cables telegráficos sin posibilidad de nuevas estaciones o nuevas líneas, es algo rígido e inmodificable que choca con nuestra impresión de que el órgano de pensamiento es, dentro de ciertos límites, maleable... especialmente durante el período de desarrollo.... Podríamos decir que la corteza cerebral es como un jardín plantado con innumerables árboles -las células piramidales- que, gracias a un cultivo inteligente, pueden multiplicar sus ramas y hundir sus raíces más profundamente, produciendo frutos y flores de cada vez mayor variedad y calidad".
Tres años más tarde, el neurofisiólogo británico Charles Sherrington denominó a estas uniones "sinapsis", de las palabras griegas syn, que significa "juntos", y haptein, que significa "agarrar", y afirmó que las sinapsis son probablemente los sitios en los que se aprende. Se refirió explícitamente al fortalecimiento de la sinapsis: "Desconectada de todas las oportunidades de reproducirse, la célula nerviosa dirige su energía acumulada hacia la amplificación de sus conexiones con sus congéneres, en respuesta a los acontecimientos que la agitan". Otros desafiaron la noción de que el aprendizaje podría inducir nuevas ramas de fibras nerviosas, señalando la evidencia de que hay mucha menos variación en el tamaño del cerebro que en el de cualquier otro órgano, y que el volumen cerebral parece permanecer constante durante gran parte de la vida.
Cajal se adelantó a esta objeción sugiriendo una "disminución recíproca de los cuerpos celulares o una reducción de otras áreas cuya función no está directamente relacionada con la inteligencia". Sin embargo, menos de 10 años después, Cajal parece haber cambiado de opinión. "Una vez que el desarrollo terminó, las fuentes de crecimiento de los axones y dendritas se secaron irrevocablemente", escribió en su libro de texto de 1913, Degeneración y Regeneración del Sistema Nervioso. "En los centros adultos, los caminos nerviosos son algo fijo, terminado e inmutable. Todo puede morir, nada puede ser regenerado." Este punto de vista se convirtió rápidamente en uno de los dogmas centrales de la neurociencia, y los investigadores llegaron al consenso general de que el cerebro no se ve afectado materialmente por el aprendizaje, la experiencia o el entrenamiento.
UNA REVOLUCIÓN EN LA NEUROCIENCIA MODERNA
Este dogma persistió hasta mediados del siglo XX. Sin embargo, a principios de los años sesenta, los fisiólogos David Hubei y Torsten Wiesel hicieron una serie de descubrimientos semianuales sobre cómo las experiencias sensoriales afectan al cerebro en desarrollo, y el neurocientífico Paul Bach-y-Rita aportó pruebas de que el cerebro humano adulto no está tan fijo después de todo, utilizando un dispositivo de "sustitución sensorial" que permitía a las personas ciegas "ver" con su sentido del tacto. Varios otros investigadores informaron de que habían visto nacer nuevas células en los cerebros de animales adultos de diversas especies, pero fueron en gran medida ignorados o ridiculizados. Luego, en 1973,
Tim Bliss y Terje Lomo informaron del descubrimiento de la potenciación a largo plazo (LTP), un mecanismo fisiológico por el cual las sinapsis podían reforzarse durante períodos prolongados. Este fue otro descubrimiento fundamental. Hoy en día, la modificación sináptica se considera ampliamente como la base celular del aprendizaje y la memoria, y como tal, la LTP es, con mucho, el modo de neuroplasticidad más intensamente estudiado y mejor comprendido. Desde el descubrimiento inicial, los investigadores han acumulado una gran cantidad de conocimientos sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la LTP y los procesos relacionados. Irónicamente, sin embargo, el trabajo nos dice muy poco acerca de cómo el aprendizaje y la memoria podría ser mejorado.
A finales de la década de 1990, surgieron más pruebas directas de neuroplasticidad, con el descubrimiento de las células madre neurales en el cerebro adulto. Esto, más que nada, convenció a la comunidad científica: el consenso cambió una vez más, y la neuroplasticidad fue aclamada como un nuevo y revolucionario descubrimiento que anuló todo lo que creíamos saber sobre el cerebro. Ahora, con tecnologías más avanzadas a su disposición, los neurocientíficos pueden visualizar el cerebro con un detalle sin precedentes y manipular la actividad neuronal con gran precisión.
Estos nuevos métodos han descubierto otros numerosos modos de neuroplasticidad y también han dilucidado algunos de los mecanismos subyacentes. La neuroplasticidad puede verse de varias formas en cada nivel de la organización del sistema nervioso, desde los niveles más bajos de actividad molecular y la estructura y función de las células individuales, pasando por los niveles intermedios de poblaciones discretas de neuronas y redes neuronales generalizadas, hasta el nivel más alto de sistemas y comportamiento en todo el cerebro. Algunos ocurren continuamente a lo largo de la vida, otros sólo en períodos específicos de la vida, y los diferentes tipos pueden ser inducidos tanto por separado como juntos.