Los genes neandertales explican la redondez de los cerebros humanos modernos

Un creciente cuerpo de investigación sugiere que, de muchas maneras, nosotros Homo sapiens no son tan diferentes de nuestro pariente cercano Homo neanderthalensis. Al igual que los seres humanos vivos, los neandertales crearon arte, expresaron cultura y cuidaron a los miembros de su comunidad. Pero nos diferenciamos de ellos de dos maneras, posiblemente conectadas, la forma de nuestros cráneos y el hecho de que no nos hemos extinguido.

Eso es porque los cráneos, crucialmente, sostienen los cerebros. Los cráneos humanos modernos tienen una forma redonda y globular, mientras que los cráneos de los neandertales son alargados. En un estudio publicado el miércoles en Biología actual, un equipo internacional de científicos se convirtió en el primero en identificar los factores genéticos que probablemente llevaron a estas diferencias de forma convincentes. A su vez, nos han acercado un paso más a la comprensión de lo que significa ser un miembro de nuestras distintas especies.

"La motivación detrás del estudio de la forma única del cerebro humano es que representa una de las características anatómicas mejor establecidas y claramente definidas que distingue Homo sapiens de otra especie humana ", dijo el primer autor y antropólogo biológico Philipp Gunz, Ph.D. Inverso.

Gunz trabaja como investigador en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva. Los cráneos, explica, son ventanas a la biología del cerebro. Los científicos han sabido que los neandertales y los humanos modernos tienen cráneos de diferentes formas, pero como el tejido cerebral no se fosiliza, la biología subyacente sigue siendo difícil de alcanzar. Así que aquí el equipo tomó un enfoque interdisciplinario, combinando el análisis de cráneos fósiles con imágenes del cerebro y la secuenciación de genes modernos.

Es importante tener en cuenta que nuestros cerebros no siempre han sido globulares. El más antiguo Homo sapiens Los fósiles, encontrados en Marruecos y datados hace unos 300.000 años, tienen endocraneales. volúmenes que caen en el rango de los humanos actuales, pero endocraneales formas que son alargadas Eso significa que tenían cerebros grandes, pero no redondos. El trabajo anterior realizado por Gunz demuestra que el tamaño del cerebro moderno surgió hace unos 300,000 años, pero los cerebros globulares surgieron hace unos 40,000 años, casi al mismo tiempo que los neandertales se extinguieron.

Gunz dice que el sorprendente cambio en Homo sapiens las formas endocraneales probablemente reflejen “cambios evolutivos en la organización de las estructuras del cerebro humano, tal vez incluso en las formas precisas en que diferentes áreas están conectadas entre sí”.

Para explorar esta idea, el equipo desarrolló una medida de globularidad acordada mediante la creación de huellas virtuales del interior del cerebro neandertal y del cerebro humano moderno. Luego midieron la globularidad de los cerebros de 4,469 personas vivas con la ayuda de escáneres cerebrales de MRI. Los científicos también examinaron el ADN de estos participantes, buscando fragmentos del antiguo ADN neandertal con la esperanza de que pudiera haber una conexión entre la ascendencia neandertal y la forma del cerebro. Aunque los neandertales están extintos, su legado genético perdura debido a las antiguas citas con humanos anatómicamente modernos.

Los científicos descubrieron que, aunque todos los seres humanos vivos tienen formas de cráneos que son claramente diferentes de los cráneos neandertales, las personas modernas varían en su grado de globularidad cerebral. Además, descubrieron que, entre los seres humanos vivos, los fragmentos de ADN neandertales en los cromosomas 1 y 18 están correlacionados con reducido globularidad.

"Al igual que otros aspectos de la anatomía cerebral, es probable que el grado de globularidad esté influenciado por la variación en muchos genes diferentes, cada uno con un pequeño efecto", explica Gunz. "Los efectos de cada fragmento de neandertal asociado fueron sutiles, pero detectables debido al uso de un gran tamaño de muestra en nuestro estudio".

Estos fragmentos de neandertales se vincularon a una actividad génica alterada en los tejidos de la estructura cerebral, incluido el putamen en los ganglios basales y el cerebelo. Los genes con los que se asocian los fragmentos, UBR4 y PHLPPI, desempeñan un papel importante en el desarrollo cerebral, y es probable que este sea el vínculo entre la globularidad cerebral y los mecanismos cerebrales. Los ganglios basales contribuyen a funciones cognitivas como el aprendizaje y la planificación de habilidades, y el cerebelo, que contiene el 50 por ciento de las neuronas del cerebro, es importante para el procesamiento del lenguaje y la memoria de trabajo.

Gunz enfatiza que los efectos de transportar fragmentos de neandertales que afectan la forma del cerebro son, en el mejor de los casos, sutiles, y su enfoque en la globularidad no fue motivado por "la idea de que la forma del cerebro puede decirnos algo simple acerca de nuestro comportamiento". Mientras que otros científicos han argumentado que El cerebro redondo y abultado de los humanos puede habernos dado una ventaja social y cognitiva sobre los neandertales. Gunz cree que "no hay razón para esperar una correlación directa entre la forma general del cerebro y el comportamiento".

Pero los hallazgos sí sugieren que los mecanismos de desarrollo probablemente contribuyeron a la evolución de la forma y función del cerebro moderno, lo que nos permite ser el sentimiento y la gente que pensamos hoy en día. El equipo planea continuar estudiando los genes asociados con la globularidad, con la esperanza de que revelen otras formas en que ese rasgo está vinculado a la biología humana. Somos los únicos seres humanos que quedan en la Tierra, y por eso sigue siendo un misterio.