Tamaño y forma del cerebro

En un artículo de Science se discute el hecho de la enorme variabilidad en tamaño y forma del cerebro de los humanos modernos.

Se considera tres grupos que suman más de 4.000 individuos de entre (generalmente) 5 y 25 años de edad para explorar la relación tamaño-forma. Se centran en el área de la superficie cortical, total y local, y calculan índices que permiten averiguar si se mantienen las proporciones (escalamiento).

La respuesta a la que se llega al estudiar a los 3 grupos revela un escalamiento positivo (a mayor área global, mayor área local) en el prefrontal, el temporal-parietal lateral y el parietal medial, así como un escalamiento negativo (a mayor área global, menor área local) en el sistema límbico y en las regiones primarias sensorio-motoras y visuales.

2018_Reardon (A)

En el siguiente paso se centran en los individuos. Uno de los resultados revela que el nivel intelectual, valorado por el CI, no se asocia a los valores de escalamiento global-local. El resto no es particularmente informativo, así que se avanza a la siguiente fase destinada a comparar humanos y primates. Las regiones más relevantes en este caso son la corteza cingulada anterior, el giro angular, el lóbulo parietal superior, y la corteza temporal lateral.

Una vez identificadas las regiones más relevantes a nivel estructural, se usa una serie de redes de conectividad en estado de reposo, previamente aisladas, para preguntarse cuáles pueden ser las asociadas a esas regiones. El resultado es que las regiones con escalamiento positivo forman parte de la red por defecto (default-mode network), la atencional dorsal y la frontal-parietal, mientras que las regiones con escalamiento negativo se concentran en el sistema límbico:

Los cerebros humanos de mayor tamaño presentan un área expandida en regiones de la corteza de asociación ubicadas en la cima de una jerarquía de redes funcionales que permiten realizar una integración de alto nivel de los sistemas situados por debajo”.

Esas regiones de gran expansión identificadas en los cerebros de mayor tamaño parecen ser hubs (es decir, nodos centrales) encargados de integrar información.

2018_Reardon (B)

Seguidamente se desciende a nivel genético considerando más de 16.000 genes de seis humanos estudiados en el Allen Institute for Brain Science. Los genes más significativos se vinculan a las mitocondrias y las sinapsis, así como a procesos relacionados con la oxidación y el transporte de potasio en la membrana celular:

Las regiones corticales que más se expanden en los cerebros de mayor tamaño pueden presentar un perfil metabólico diferenciado”.

En suma:

1.- La concordancia evolucionista, durante la ontogenia (ciclo vital) y al comparar individuos contemporáneos en un determinado momento (diferencias individuales) sugiere que existen mecanismos compartidos de los patrones asociados al tamaño de la corteza primate.

2.- La expansión preferente de las cortezas de asociación puede mantener o aumentar el funcionamiento cerebral en cerebros que incrementan su tamaño. La ausencia de relación con el nivel intelectual valorado por el CI observada en este estudio sugiere la necesidad de explorar otras capacidades cognitivas. En algo debe notarse, se supone.

3.- La relevancia de las regiones corticales especializadas en la integración de la información procesada a niveles inferiores, puede ayudar a explicar el escalamiento positivo observado en el cerebro primate.

Los cerebros de mayor tamaño pueden requerir una expansión desproporcionada del sustrato neuroanatómico necesario para integrar cálculos en la corteza de asociación. Ese sustrato puede conectarse a la arborización de las dendritas y a la densidad de las espinas sinápticas.

La relevancia del tamaño cerebral despierta algunas suspicacias en determinados ámbitos, especialmente cuando se vincula a los atributos más preciados de la humanidad. Pero la investigación sigue avanzando a pesar de todo y produce resultados que pueden ayudarnos a entender por qué puede ser iluminadora la asociación cerebro-conducta.

La receta del genoma permite construir un cerebro caracterizado por una serie de propiedades, al igual que sucede con el resto del cuerpo humano. Aún así, la supuesta simplicidad de esa conexión no debe hacernos perder la perspectiva. Materializar una receta exige ingredientes y el supermercado relevante se encuentra en el contexto. Aunque la evolución haya afinado el mecanismo para que sea innecesaria una gran superficie comercial, eso no significa que, una vez se haya comprendido el mecanismo, sea imposible mejorar el resultado echando mano de ingredientes de mayor calidad y mejores propiedades.

Esa es la esperanza de quienes nos dedicamos a explorar los secretos del principal atributo de la humanidad: averiguar cómo se puede mejorar. Vendría bien algo de ayuda, mentes más abiertas y menos absurdas piedras en el camino lanzadas por manos sospechosamente ociosas.

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