El cerebro, lo que más diferencia a los humanos del resto de los primates

Publicado en Science, el estudio parte del análisis de muestras de tejido de dieciséis regiones del cerebro de humanos, chimpancés y macacos, y es el más completo realizado hasta ahora. La expresión génica más específica se observa en el estriado, región habitualmente asociada al movimiento que podría estar vinculada con el bipedismo. Se observan similitudes en el córtex frontal, la parte implicada en el aprendizaje de orden superior que más nos diferencia de los otros simios.

Un chimpancé joven en el zoo Walter. Imagen: Tambako-Creative Commons.El cerebro humano es más grande que el de nuestros parientes vivos más cercanos (el chimpancé, el bonobo y el gorila), pero este hecho no explica las funcionalidades que hacen del cerebro humano algo único. Un análisis de los tejidos de cerebros de humanos, chimpancés y macacos, publicada en la última edición de  Science, pone de manifiesto que el cerebro humano no sólo es una versión más grande que el del primate ancestral, sino que ha acumulado un gran número de diferencias. Es, por tanto, el órgano primario que da identidad a nuestra especie.

El estudio ha sido liderado por Nenad Sestan, catedrático de la Universidad de Yale e investigador del Instituto Kavli de Neurociencias, y han participado tres investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la de la Universidad Pompeu Fabra (UPF).

«Que nuestros cerebros sean tres veces mayores que los de los chimpancés es un hecho muy destacable alcanzado en poco más de un millón de años», explica Tomás Marqués-Bonet, profesor de investigación ICREA en la UPF e investigador del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), del que es director, y uno de los autores del trabajo. «Los cerebros humanos tienen muchas más células que los de los otros primates, y éstas están más interconectadas; por tanto, tienen más capacidad de procesamiento», añade.

En el estudio se analizaron 247 muestras de tejido de dieciséis regiones del cerebro implicadas en el comportamiento y en el proceso cognitivo de alto nivel -en concreto, del hipocampo, la amígdala, el estriado, del núcleo dorsomedial del tálamo, de la corteza cerebelosa, y de once áreas del neocórtex. Las muestras procedían de seis humanos, cinco chimpancés y cinco macacos.

A raíz del análisis, se observaron, entre las especies de primates, similitudes sorprendentes en cuanto a la expresión génica en las dieciséis regiones del cerebro estudiadas, e, incluso, en el córtex prefrontal, que es la región del cerebro implicada en el aprendizaje de orden superior que más diferencia a los humanos de los otros simios. En cambio, el área del cerebro en la que se detectó una expresión génica más específica en los hombres es el estriado, una región que habitualmente se asocia al movimiento y que podría estar vinculada con el bipedismo.

Los coautores del estudio, André M. M. Sousa, y Ying Zhu, ambos investigadores del laboratorio de Sestan, se centraron en el gen TH, que está implicado en la producción de la dopamina. La dopamina es un neurotransmisor con un papel clave en la función del orden superior, y está ausente en las personas afectadas por la enfermedad del Parkinson. Sousa y Zhu observaron que mientras que el gen TH se expresaba mucho en una población rara de neuronas inhibidoras del neocórtex y del estriado humanos, no aparecía en el neocórtex. Según Sousa, «la expresión de este gen en el neocórtex se perdió, muy probablemente, en un antepasado común, y reapareció en el género humano».

En la investigación, también se encontraron altos niveles de expresión del gen MET en el córtex prefrontal humano en comparación con los otros primates estudiados. El MET está vinculado con el trastorno del espectro autista.

La investigación ha sido financiada por el Instituto Nacional de Salud Mental de Estados Unidos y ha contado con la financiación de Howard Hughes International Career.

Notícia via: Instituto de Biología Evolutiva (IBE) https://www.ibe.upf-csic.es/

Artículo de referencia: 

Sousa, A.M.M.; Zhu, Y.; Raghanti, M.A.; Kitchen, R.R.; Onorati, M.; Tebbenkamp, A.T.N.; Stutz, B.; Meyer, K.A.; Li, M.; Imamura Kawasawa, Y.; Liu, F.; Garcia Pérez, R.; Mele, M.; Carvalho, T.; Skarica, M.; Gulden, F.O.; Pletikos, M.; Shibata, A.; Stephenson, A.R.; Edler, M.K.; Eli, J.F.; Eldsworth, J.D.; Horvath, T.L.; Hof, P.R.; Hyde, T.M.; Kleinman, J.E.; Weinberger, D.R.; Reimers, M.; Lifton, R.P.; Mane, S.M.; Noonan, J.P.; State, M.W.; Lein, E.S.; Knowles, J.A.; Marques-Bonet, T.; Sherwood, C.C.; Gerstein, M.B.; Sestan, N. Molecular and cellular reorganization of neural circuits in the human lineage. Science, novembre, 2017. DOI: 10.1126/science.aan3456

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