El estudio muestra diferencias entre los orgánulos cerebrales, o cerebros diminutos, de los neandertales (izquierda) y los humanos modernos (derecha) (Foto: UCSD)
¿Qué ha cambiado en nuestro cerebro que nos hace tan diferentes de nuestros antepasados? Esta fue la pregunta que motivó a Alison R. Motory, profesora de Pediatría y Medicina Celular y Molecular de la Universidad de California, San Diego, EE. UU., A construir pequeños cerebros neandertales y comprender parte del desarrollo neurológico que nos trajo aquí.
Publicado el viernes (12) en la revista CienciasEl estudio liderado por Mutri contó con la participación de investigadores de universidades brasileñas (Pontificia Universidad Católica de Paraná y Universidad Federal de ABC). El enfoque del equipo implicó el uso de células madre, una herramienta poco común para la reconstrucción evolutiva.
Debido a que los métodos tradicionales (la genética y el análisis de fósiles) por sí solos no revelarán mucho sobre el crecimiento y la función del cerebro, los científicos han optado por utilizar células madre para construir orgánulos cerebrales (cerebros diminutos) en una placa de laboratorio.
Dado que el cerebro es un órgano no fosilizado, no sería posible obtener estos registros físicos de los neandertales. Por ello, el equipo de investigadores decidió clasificar las diferencias entre los genomas de muchos grupos humanos, incluidos los humanos modernos, neandertales y denisovanos, que vivieron durante el Pleistoceno, desde hace unos 2,6 millones a 11,7 mil años.
Inicialmente, se encontraron 61 genes diferentes entre los humanos modernos y sus ancestros. Uno de ellos, NOVA1, llamó la atención porque es un regulador clave, capaz de influir en muchos genes durante el desarrollo temprano del cerebro. A partir de él se diseñaron las células madre, inducidas por la secuencia inducida para formar células cerebrales y, finalmente, los orgánulos del cerebro neandertal.
«Es maravilloso ver que un cambio en el ADN humano puede cambiar la forma en que se comunica el cerebro», dice Motory. La situación actual. «No sabemos exactamente cómo y cuándo ocurrió este cambio en nuestra historia evolutiva. Pero parece ser significativo y podría ayudar a explicar algunas de nuestras capacidades modernas en comportamiento social, lenguaje, adaptación, creatividad y uso de la tecnología», agrega. .
¿En qué se diferencian los cerebros neandertales de nosotros?
Aunque los orgánulos cerebrales no son exactamente cerebros, las células que los componen contienen información importante sobre genes, progresión de la enfermedad, respuesta a infecciones y fármacos terapéuticos. El equipo de Muotri optimizó el proceso para que se logren ondas eléctricas oscilantes similares a las producidas por el cerebro humano.
El estudio mostró que, a simple vista, en realidad era posible verificar las diferencias entre los orgánulos cerebrales de los neandertales y los de los humanos, a través de la apariencia y la forma. La forma en que proliferaron las células, la formación de sinapsis y las proteínas involucradas en estas conexiones entre neuronas fueron las otras diferencias observadas. Según Mutri, la red neuronal de cerebros neandertales en miniatura ha demostrado que adquieren nuevas habilidades más rápidamente que los recién nacidos, así como los primates no humanos recién nacidos.
El profesor dice que está dispuesto a continuar profundizando la comparación entre los humanos modernos y otros homínidos extintos desde el enfoque cuasi-orgánulo del cerebro y sus variantes genéticas. «Este estudio se centró en un solo gen que difiere entre los humanos modernos y nuestros parientes extintos. A continuación, queremos examinar los otros sesenta genes y lo que sucede cuando cada uno de ellos cambia, o una combinación de dos o más», concluye Motory.
