/ NEUROCIENCIA
«El área del cerebro que más ha cambiado nos hace susceptibles al alzhéimer»
Día 23/03/2015 - 03.32h
La característica principal de nuestra evolución es la ampliación del «controlador» de las distintas redes neuronales, situado en las áreas parietales del cerebro
ERNESTO AGUDO
Y lo explicaba en una conferencia impartida hace unas semanas en el Instituto Cajal-CSIC. Por eso, en su grupo han “digitalizado las técnicas de cajal”, que permiten cortar, colorear y visualizar mediante programas informáticos. Con ello consiguen pasar de lo que muestra la anatomía a coordenadas para identificar patrones de variación. Algo visible y tangible, porque, asegura “Los primates pensamos con las manos y los ojos, si no tenemos algo que ver y tocar, el cerebro no arranca, por eso hacemos moldes”.
Gracias a esta nueva herramienta se ha podido averiguar que en los últimos dos millones de años, el cambio más patente en nuestra especie, Homo sapiens, ha sido la ampliación de las áreas parietales del cerebro, que ocupan la región posterior y superior de la bóveda craneal.
Hace ya diez años que Emiliano Bruner, entonces en la Universidad La Sapienza de Roma, publicaba los primeros análisis geométricos de la forma cerebral en el género Homo, evidenciando que la característica principal de nuestro cerebro es la ampliación de esas áreas parietales. Después se descubrió que esta geometría cerebral se alcanza pronto después del parto, en un estadio de desarrollo que está ausente tanto en chimpancés y en los Neandertales.
-¿Dónde reside la principal diferencia con nuestros parientes más próximos?
-La principal diferencia con otros primates reside en una zona de las áreas parietales conocida como precúneo, que presenta niveles metabólicos particularmente elevados. Este área es también la que presenta problemas metabólicos en fases tempranas de la enfermedad de Alzheimer, sugiriendo que el agrandamiento de estas zonas confiere vulnerabilidad a la neurodegeneración.
-¿El alzhéimer es el precio que pagamos por nuestra evolución?
-El precuneo tiene valores de gasto metabólicos más elevados de lo que le corresponde por sus dimensiones y también valores térmicos más altos también. Además está situado en el centro geográfico del cerebro. Esto es interesante cuando se descubre que el alzhéimer, una patología única de nuestra especie, empieza justamente con problemas metabólicos en estas áreas parietales mediales profundas. Y una de sus marcas de esta patología es la fosforilación de la proteína tau, que ocurre en mamíferos que hibernan en respuesta a cambios de temperatura. Lo que decimos literalmente es que una patología frecuente y característica de los humanos está asociada a áreas cerebrales que tienen una morfología específica de los humanos. Y nos preguntamos si el aumento de la complejidad parietal ha supuesto un aumento de la complejidad biológica (energética, vasos sanguíneos, vínculos, límites estructurales y funcionales de esta estructura) que secundariamente haya conllevado aumento de la carga metabólica, del estrés oxidativo y problemas en la gestión de los recursos celulares generando una sensibilidad al alzhéimer.
-¿Estos hallazgos tienen aplicaciones terapéuticas?
-No dan la cura del alzhéimer, pero pueden ayudar a orientar la investigación, porque si todo esto es cierto, y hay una susceptibilidad a la neurodegeneración, habría que investigar más a fondo esas estructuras parietales y centrarse en especial en el precúneo. Y también entender cómo un problema metabólico de estas áreas parietales profundas se transforma después en un problema estructural de las áreas temporales, que afecta a la memoria. Y aquí tenemos una buena pista, porque el precúneo es el nudo central de la red neuronal por defecto, que se sabe que está afectada en las personas con alzhéimer, y la autovía principal de esta red neuronal va desde el precúneo a los lóbulos temporales. ¿Otra coincidencia?
- ¿Hay relación entre la variabilidad en el tamaño del precúneo entre las personas y propensión al alzhéimer?
- Estamos trabajando en ello con los Hospitales San Pau de Barcelona y Valdecilla de Santander. A finales de este año tendremos algunos datos al respecto.
-¿El precúneo es lo que nos hace humanos?
-No lo sé. No suelo tener una postura muy reduccionista y dudo que una sola característica nos haga humanos. Pero el volumen del precúneo nos hace diferentes entre nosotros dentro de la misma especie. Y su cambio geométrico se nota asociado al origen de nuestra especie. Hay muchas indicaciones para sugerir que se investigue más en este sentido.
-¿Qué funciones se llevan a cabo en esta zona del cerebro?
El precúneo tiene una función muy importante para coordinar las redes cerebrales. Es el nodo de comunicación más importante. Coordina el sistema neuronal por defecto. Esta red por defecto se activa cuando no hacemos nada. Lo interesante es que cuando pasamos a hacer una tarea concreta, el aumento del gasto energético del cerebro es sólo de un 2 al 4%. Esto te dice que cuando no estás haciendo nada, el cerebro está a tope, cargado de trabajo. Además está zona esta implicada en una característica típicamente humana, la imitación. Hay una diferencia importante entre emulación, que consiste en reproducir el resultado y lo hace cualquier primate, y la imitación, que consiste en reproducir el proceso, y lo hacemos solo los humanos. Para pasar de la emulación a la imitación hay que pasar de de una red frontotemporal que tienen todos los primates, a una red frontoparietal superior que tenemos solo los humanos.
-¿Que ventajas tiene?
-Los humanos hemos introducido un cambio fuerte en la capacidad de cambiar nuestro cerebro en función de estímulos externos. Algunos investigadores sugieren que un aspecto clave ha sido precisamente la sensibilidad la cambio. Imagina que nuestro cerebro se vuelve más sensible al entrenamiento. Igual el neandertal no era tan sensible. En el momento que aumenta esta sensibilidad, creo una herramienta, que a la vez entrena mi cerebro. Y puedo mejorar esa herramienta. A su vez esa mejora entrena mi cerebro de nuevo. Y vuelvo a mejorarla. Así se genera una espiral gracias al cambio en la sensibilidad a entrenamiento. Y ese capacidad de cambio reside en esta red, en el eje ojo-mano.
-¿Qué diferencias tenemos respecto a los neandertales?
-Los humanos modernos “inventan” su forma cerebral hace 150 mil años, los neandertales hace 120.000. Esto desmiente que del cerebro neandertal haya evolucionado el moderno, porque se han inventado casi a la vez y son dos alterantivas diferentes. Los cerebros modernos ya se inventaron hace 150.000 años, su forma y tamaño, con este abultamiento parietal y 1.500 centímetros cúbicos. Los neandertales hace 120.000 años tenían sólo 1.200 centímetros cúbicos. Hay que esperar hasta hace 50.000 años para que los neandertales desarrollen una capacidad craneal comparable a la de los humanos modernos. Es decir que su cerebro se “inventó” cien mil años después. Otra conclusión importante: los primeros humanos modernos no tenían aún el abultamiento parietal. Y esto indica que el origen del Homo sapiens no ha sido paralelo al origen del cerebro. Antes hubo un Homo sapiens con un cerebro primitivo que luego fue cambiando su organización.
-Hablaba de la relación entre el tamaño cerebral y el grupo social, que no ha cambiado a pesar de las redes
sociales...
-En primates la relación entre anatomía cerebral y grupo social es un aspecto muy complejo. El antropólogo Robin Dunbar midió tamaño social y complejidad del grupo social y vio que el número de miembros del grupo con los que un primate puede mantener contacto parece estar limitado por el tamaño cerebral. Era una correlación muy fuerte. Después la midió para nuestra especie y vio que con nuestro cerebro de 1.500 centímetros cúbicos, tendremos un grupo social de 150 individuos. Esta relación se conoce como número de Dunbar. Se miró en distintas sociedades, como cazadores-recolectores, agricultores, o el hombre moderno de una ciudad como Nueva York. Estas conexiones se dividen en círculos de 5 contactos (núcleo familiar), 15, la red de apoyo apoyo, 50 de relaciones frecuentes y 150 de la comunidad. Lo mismo pasa para las redes sociales, como facebook. Puedes tener 5.000 contactos, pero las relaciones constantes las mantenemos solo con 150, que es lo que da de sí nuestro cerebro. Lo que varía es la estructura. Los 150 integrantes del grupo social de los cazadores-recolectores se conocen todos entre ellos. En la actualidad, en facebook, de esos 150 de la comunidad habitual hay pocos contactos comunes. Esto significa que cambia la estructura del cerebro, pero mantenemos vínculos que son de monos. Esto es importante a la hora de conectar personas y sociedades.
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