Una de las características más distintivas de los humanos como especie es un cerebro agrandado. El cerebro humano exhibe un aumento de 1000 veces en el número total de neuronas en comparación con los ratones y es el más grande de todos los primates, aproximadamente tres veces más grande que el de nuestros parientes vivos más cercanos, los chimpancés y los gorilas.
Varios estudios han examinado las diferencias en el desarrollo del cerebro entre humanos, ratones y otros organismos modelo relacionados lejanamente. Aunque se ha aprendido mucho sobre los mecanismos que gobiernan la divergencia evolutiva de los primates y los roedores, los cambios específicos de los humanos en comparación con otros simios son menos conocidos.
El cerebro humano ha experimentado una rápida expansión desde que los humanos se separaron de otros grandes simios, pero aún se desconoce el mecanismo de esta ampliación específica de los humanos.
¿Cómo se hizo tan grande? Ese es el interrogante que un estudio reciente publicado en la revista Cell ha intentado analizar.
Los especialistas encontraron que un cambio genético clave es lo que separa a las personas de sus primos primates de cerebro más pequeño. Un equipo internacional encontró esta bifurcación evolutiva en el camino mientras examinaba “mini-cerebros” cultivados en laboratorio para descubrir las diferencias inteligentes entre humanos y simios.
“Esto proporciona algunos de los primeros conocimientos sobre las diferencias en el desarrollo del cerebro humano que nos diferencia de nuestros parientes vivos más cercanos, los otros grandes simios. La distinción más sorprendente entre nosotros y otros simios es cuán increíblemente grandes son nuestros cerebros “, analiza Madeline Lancaster, autora principal del estudio y perteneciente al Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica (MRC).
Las células cerebrales (neuronas) se forman a partir de células madre que están presentes en las fases iniciales del desarrollo neurológico. Al igual que las células madre se convierten en piel, huesos y todas las demás células del cuerpo, también se convierten en células cerebrales maduras en forma de cono. Los organoides (o mini cerebros mantenidos en laboratorio) que Lancaster y sus colegas cultivaron hace ocho años permitieron a los científicos deducir cómo evolucionaron los humanos, los simios y los chimpancés.
Los resultados muestran que las células madre progenitoras neurales humanas tardaron aproximadamente una semana en madurar, en comparación con cinco días en los primates. Los investigadores creen que esta maduración más lenta permite una mayor cantidad de neuronas, lo que finalmente conduce a cerebros humanos más grandes. Además, encontraron que aunque el gen “ZEB2″ estaba presente tanto en humanos como en simios, se activaba antes en los organoides de los simios.
¿Se podrían producir gorilas más inteligentes?
Numerosas fueron las conclusiones que sembraron el estudio. El equipo también privó a las células progenitoras de gorila de ZEB2 para evaluar su impacto en el desarrollo del cerebro. Como resultado, sus modelos cerebrales se desarrollaron más lentamente y crecieron en tamaño más grande de lo que tendrían de otra manera. Por otro lado, la activación del gen ZEB2 más temprano en las células madre humanas aceleró el cambio de los modelos del cerebro humano, haciendo que se parecieran más a mini cerebros de gorila.
“Hemos descubierto que un cambio retardado en la forma de las células en el cerebro temprano es suficiente para cambiar el curso del desarrollo, ayudando a determinar la cantidad de neuronas que se producen”, informa Lancaster.
Los organoides, al igual que otros modelos celulares, no duplican por completo los cerebros humanos, en particular la función del cerebro adulto. Sin embargo, estos mini cerebros brindan una mirada incomparable a las fases importantes del desarrollo neurológico que serían difíciles de examinar de otra manera para responder las preguntas básicas sobre los orígenes humanos.
“Es notable que un cambio evolutivo relativamente simple en la forma celular pueda tener consecuencias importantes en la evolución del cerebro. Siento que realmente hemos aprendido algo fundamental sobre las preguntas que me han interesado desde que tengo uso de razón: qué nos hace humanos”, concluye Lancaster.
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