La exposición a la contaminación atmosférica en la infancia se asocia con una menor conectividad cerebral

Un nuevo estudio liderado por el Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal), centro impulsado por la Fundación ”la Caixa”, ha revelado que los niños y niñas expuestos a niveles altos de contaminación atmosférica durante la infancia presentan conexiones más débiles entre regiones cerebrales clave. Los resultados, publicados en Environment International, ponen de relieve el impacto potencial de la exposición temprana a la contaminación atmosférica en el desarrollo del cerebro.

La investigación muestra una conectividad funcional reducida dentro y entre determinadas redes cerebrales corticales y subcorticales. Estas redes son sistemas de estructuras cerebrales interconectadas que trabajan juntas para realizar distintas funciones cognitivas, como pensar, percibir y controlar el movimiento. Estos resultados concuerdan con estudios anteriores que sugieren que la contaminación atmosférica puede estar asociada a cambios en la conectividad funcional de las redes cerebrales, sobre todo en los niños. Sin embargo, aún no se sabe a ciencia cierta cómo afecta la contaminación atmosférica al desarrollo y la maduración de estas redes cerebrales.

El estudio analizó los datos de 3.626 niños y niñas de la cohorte Generación R de Rotterdam (Países Bajos). La exposición a la contaminación atmosférica en el lugar de residencia de los participantes, incluyendo las partículas en suspensión (PM_2.5 y PM₁₀), el dióxido de nitrógeno (NO₂) y los óxidos de nitrógeno (NO_X), se estimó mediante modelos estadísticos que combinan las mediciones reales con las características ambientales. A continuación, se evaluó la conectividad cerebral tanto entre redes como dentro de ellas, incluyendo 13 redes corticales y tres regiones subcorticales: la amígdala -responsable de procesar las emociones y desencadenar respuestas de supervivencia-, el hipocampo -clave para la formación de la memoria y la orientación espacial-, y el núcleo caudado -implicado en la regulación del movimiento, la memoria y la toma de decisiones-.

Los niños y niñas fueron evaluados mediante neuroimágenes en estado de reposo, es decir, escaneando sus cerebros mientras no realizaban ninguna tarea activa, en dos momentos: alrededor de los 10 años y, de nuevo, a una edad media de 14 años. La exposición a la contaminación atmosférica se analizó en dos periodos: desde el nacimiento hasta los tres años de edad y en el año anterior a la evaluación por neuroimagen.

“Este es uno de los primeros estudios que explora cómo la contaminación atmosférica afecta a las conexiones cerebrales en reposo, utilizando escáneres cerebrales tomados múltiples veces en un gran grupo de niños desde su nacimiento”, afirma Michelle Kusters, investigadora de ISGlobal y primera autora del estudio.

Asociaciones persistentes durante la adolescencia

Los resultados muestran que una mayor exposición a la contaminación atmosférica desde el nacimiento hasta los tres años se asocia con una menor conectividad entre la amígdala y las redes corticales implicadas en la atención, la función somatomotora -que coordina los movimientos corporales- y la función auditiva. Además, una mayor exposición a partículas PM₁₀ en el año anterior a la evaluación de neuroimagen se asoció con una menor conectividad funcional entre las redes de saliencia y medial-parietal, responsables de la detección de estímulos en el entorno y de la introspección y la autopercepción.

“Estas asociaciones persisten a lo largo de la adolescencia, lo que podría indicar alteraciones duraderas en el desarrollo normal de las redes cerebrales debido a la exposición a la contaminación. Esto podría afectar al procesamiento emocional y a las funciones cognitivas”, explica Mònica Guxens, investigadora ICREA en ISGlobal y autora principal del estudio. “Sin embargo, se necesita más investigación para confirmar estos hallazgos y entender su impacto exacto en el desarrollo del cerebro”, añade.

Cambios en el volumen cerebral

Otro estudio reciente del mismo equipo examinó la relación entre la exposición a la contaminación atmosférica durante el embarazo y la infancia y los cambios en el volumen cerebral durante la adolescencia. El estudio se basó en datos de 4.243 niños de la cohorte “Generación R”, que se sometieron a evaluaciones repetidas de la materia blanca, la materia gris cortical, el cerebelo y siete volúmenes subcorticales.

Los resultados revelaron que la exposición a la contaminación atmosférica durante el embarazo, en particular a las partículas finas (PM_2.5) y al cobre, se asociaba a un menor volumen del hipocampo, una estructura cerebral crucial para la función de la memoria, a los 8 años. Sin embargo, a medida que los niños crecían, se observó un “crecimiento compensatorio” en el hipocampo, lo que sugiere que la plasticidad cerebral, sobre todo en esta área, puede contrarrestar algunos de los efectos negativos iniciales de la exposición a la contaminación. A pesar de los efectos tempranos sobre el volumen del hipocampo, no se encontraron asociaciones significativas entre la contaminación atmosférica y otros volúmenes cerebrales, como la sustancia blanca, la sustancia gris cortical o el cerebelo.

La importancia de los cambios en las políticas de salud

Según el equipo de investigación, estos resultados ponen de manifiesto el posible impacto a largo plazo de la exposición a la contaminación atmosférica en los primeros años de vida sobre la conectividad y el desarrollo del cerebro. “Aunque algunas regiones cerebrales pueden mostrar un crecimiento compensatorio, las persistentes alteraciones observadas en las redes funcionales ponen de relieve la necesidad de seguir investigando los mecanismos que explican estos cambios. Dada la exposición generalizada a la contaminación atmosférica, estos resultados refuerzan la importancia de las políticas dirigidas a reducir los niveles de contaminación, especialmente en los entornos urbanos, para salvaguardar el desarrollo cerebral de los niños”, afirma Michelle Kusters.

Referencia

Kusters, MSW., Granés, L., Petricola, S., Tiemeier, H., Muetzel, RL., Guxens, M. Exposure to residential air pollution and the development of functional connectivity of brain networks throughout adolescence. Environment International, Volume 196, February 2025. Doi: 10.1016/j.envint.2024.109245

Kusters, MSW., Binter, AC., Muetzel RL., López-Vicente, M., Petricola, S., Tiemeier, H., Guxens, M. Outdoor Residential Air Pollution Exposure and the Development of Brain Volumes Across Childhood: A Longitudinal Study. Environment Pollution, March 2025. Doi: 10.1016/j.envpol.2025.126078