Tendencias21
Descubren por qué el cerebro humano es más grande que el de otros primates

Descubren por qué el cerebro humano es más grande que el de otros primates

Un único gen, que se activa antes en gorilas y chimpancés que en los humanos, favorece diferencias celulares que determinan la producción de un mayor número de neuronas y, en consecuencia, un mayor tamaño del cerebro humano.

Investigadores del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica (MRC-LMB) del Reino Unido han identificado que la activación del gen ZEB2 se concreta más rápidamente en gorilas y chimpancés que en los seres humanos, provocando variaciones celulares que desembocan en una mayor producción de neuronas en el cerebro humano. Esto determina que nuestro cerebro sea más grande en comparación con el resto de los primates.

Según una nota de prensa de UK Research and Innovation (UKRI), la agencia británica de investigación e innovación, el nuevo estudio es el primero en identificar cómo los cerebros humanos crecen mucho más en comparación con los cerebros de chimpancés y gorilas, triplicando la cantidad de neuronas.

Utilizando organoides cerebrales, o sea tejidos tridimensionales cultivados a partir de células madre que imitan el desarrollo cerebral temprano, los científicos analizaron tres posibilidades: cultivos a partir de células madre humanas, de gorilas y de chimpancés. Al igual que en los cerebros reales, los organoides del cerebro humano crecieron mucho más que los modelos cerebrales de los otros primates.

Buscando una causa

¿Cuál es la causa de esta notable diferencia de tamaño y crecimiento? Los investigadores hallaron que un gen denominado ZEB2 se activa mucho antes en gorilas y chimpancés que en los humanos. Esto determina cambios en la forma del desarrollo celular, que optimizan la producción de un mayor número de neuronas en el cerebro humano. A partir de estas diferencias en la generación neuronal, nuestro cerebro obtiene una clara ventaja en términos de tamaño.

La clave parece estar en la geometría: es que las células madre llamadas progenitoras neurales, encargadas de la producción de las neuronas en la etapa de formación del cerebro, necesitan mantener su forma cilíndrica el mayor tiempo posible. Esta condición simplifica su proceso de reproducción, permitiendo de esta manera una mayor producción neuronal.

Mientras anteriormente se había demostrado que en los roedores el cambio de forma en las células progenitoras neurales se concretaba en cuestión de horas, en el nuevo estudio los científicos hallaron que el mismo proceso tardaba alrededor de cinco días en gorilas y chimpancés. En el ser humano, en cambio, el ciclo se mantiene por aproximadamente siete días.

En consecuencia, al preservar por más tiempo la configuración que favorece la multiplicación de las células encargadas de la producción de las neuronas, el cerebro humano logra crecer más. Profundizando en este proceso, los especialistas hallaron que el gen ZEB2 es el responsable del cambio de forma: al activarse antes en gorilas y chimpancés, acelera las modificaciones y las células madre pierden más rápidamente su configuración cilíndrica, disminuyendo así su potencial reproductivo.

Una diferencia evolutiva

Luego de descubrir la acción de este gen, los científicos incluso lograron revertir la tendencia, haciendo que los organoides cerebrales de chimpancés y gorilas crezcan más, como si se tratara de organoides del cerebro humano. En sentido inverso, generaron los cambios genéticos necesarios para que los organoides humanos limitaran su crecimiento como en los otros primates. Esto terminó de demostrar el papel vital del gen hallado en el proceso.

Aunque se trata de modelos y no de cerebros reales, los científicos destacaron que sus hallazgos brindan una descripción sin precedentes de las etapas más importantes del desarrollo del cerebro en los primates, demostrando por qué el cerebro humano obtiene la ventaja en tamaño y cantidad de neuronas que determinará en gran medida su mayor evolución.

Referencia

An early cell shape transition drives evolutionary expansion of the human forebrain. Silvia Benito-Kwiecinski et al. Cell (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.050

Foto:

Los organoides del cerebro humano crecen sustancialmente más que los modelos cerebrales del gorila y el chimpancé. Crédito: S.Benito-Kwiecinski/MRC LMB/Cell.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Resuelto el misterio de una criatura marina con un caparazón repleto de ojos 18 marzo, 2024
    Los quitones o chitones son moluscos marinos dotados de pequeños ojos desperdigados por todo su caparazón, con lentes confeccionados con un mineral llamado aragonita. Estos primitivos órganos sensoriales son capaces de distinguir formas y luz: un nuevo estudio ha revelado por qué evolucionaron tan rápidamente y cuál es su papel en el desarrollo de los […]
    Pablo Javier Piacente
  • La mayor erupción volcánica de la era geológica actual ocurrió en Japón hace 7.300 años 18 marzo, 2024
    Un estudio detallado de los depósitos volcánicos submarinos alrededor de la caldera Kikai, en Japón, descubrió que un evento que tuvo lugar en esa región de Asia hace 7.300 años fue, con claridad, la mayor erupción volcánica registrada en el planeta durante el Holoceno, la época geológica actual iniciada hace aproximadamente 11.500 años.
    Pablo Javier Piacente
  • Las enfermedades neurológicas ya son el primer problema de salud mundial 18 marzo, 2024
    El 43% de la población mundial padece enfermedades neurológicas: afectan a 3.400 millones de personas y cuestan la pérdida de 443 millones de años de vida saludable. España supera en un 18% la media mundial de afectados por patologías que van desde dolores de cabeza tensionales hasta accidentes cerebrovasculares.
    Redacción T21
  • La Inteligencia Artificial aprende lo que significa estar vivo 18 marzo, 2024
    La IA ha descubierto en seis semanas unas células que la ciencia había tardado 134 años en identificar. Puede que haya tropezado también con un tipo de célula totalmente desconocida. ¿Qué va a pasar con los biólogos humanos?
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Las ranas les guiñan el ojo a los machos elegidos para el apareamiento 17 marzo, 2024
    Un curioso estudio ha descubierto que las ranas les guiñan el ojo al macho para indicarle que le gusta. En respuesta al parpadeo, el macho lanza repetidamente un grito entrecortado y salta junto a ella para aparearse.
    N+1/T21
  • Los perros son nuestros terapeutas de cuatro patas 16 marzo, 2024
    Investigadores de Corea del Sur colocaron auriculares con electrodos a 30 adultos y luego midieron los cambios en sus ondas cerebrales mientras interactuaban con un caniche llamado Aro. Los resultados indicaron que pasear al perro hizo que los participantes se sintieran más relajados, cepillarle mejoró la concentración y jugar con la mascota produjo ambos efectos.
    Redacción T21
  • Revelado el “piercing” del Neolítico 15 marzo, 2024
    Los arqueólogos han descubierto una colección de artefactos decorativos con forma de tachuelas, que podrían utilizarse en las modernas perforaciones de labios. Identificados en las tumbas de un asentamiento neolítico en el sureste de Turquía, representan los primeros ejemplos convincentes de perforaciones corporales voluntarias, como las que se realizan en la actualidad para la práctica […]
    Pablo Javier Piacente
  • Es urgente limitar a la IA para evitar el apocalipsis de nuestra civilización 15 marzo, 2024
    Un nuevo informe elaborado por la firma Gladstone por pedido del Departamento de Estado de los Estados Unidos advierte que la rápida evolución de la Inteligencia Artificial (IA) podría representar un riesgo "catastrófico" para la seguridad nacional e incluso para toda la humanidad. El documento sugiere que el gobierno estadounidense debe actuar "rápidamente y con […]
    Pablo Javier Piacente
  • La fibra óptica inteligente se despliega por el fondo del mar 15 marzo, 2024
    Una nueva fibra óptica asistida por IA se está desplegando en el fondo del mar no solo para la transmisión de datos, sino también para alertar en tiempo récord de tsunamis o terremotos y para monitorizar el calentamiento de los océanos.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Una extraña formación rocosa en África esconde en sus entrañas la evidencia de los terremotos más antiguos de la Tierra 14 marzo, 2024
    Las grandes cantidades de ceniza volcánica encontradas en el cinturón de piedras verdes de Barberton, en África, pueden ser un registro antiguo de violencia volcánica similar a la que puede observarse actualmente en la Tierra, según un nuevo estudio. Además de demostrar que en los inicios de nuestro planeta los terremotos estuvieron más presentes de […]
    Pablo Javier Piacente