En realidad, no tienes un ‘cerebro de lagarto’, revela un estudio evolutivo: ScienceAlert

Un nuevo estudio ha demostrado que el concepto del ‘cerebro de lagarto’ de los mamíferos se puede poner bien y verdaderamente en la cama.

Basado en un estudio que examinó los cerebros de dragones barbudos (Pogona vitticeps), grandes lagartos del desierto australiano, los científicos han demostrado que los cerebros de mamíferos y reptiles evolucionaron por separado a partir de un ancestro común. Es otro clavo en el ataúd de la noción del llamado cerebro trino.

La idea del cerebro de lagarto surgió por primera vez y se hizo popular en las décadas de 1960 y 1970, con base en estudios anatómicos comparativos. Partes del cerebro de los mamíferos, notó el neurocientífico Paul MacLean, eran muy similares a partes del cerebro de los reptiles. Esto lo llevó a la conclusión de que el cerebro había evolucionado por etapas, después de que la vida se trasladara a la tierra.

Primero, según el modelo de MacLean, vino el cerebro reptiliano, definido como los ganglios basales. Luego vino el sistema límbico: el hipocampo, la amígdala y el hipotálamo. Finalmente, la neocorteza surgió en los primates.

Bajo el modelo de cerebro triuno, cada una de estas secciones es responsable de diferentes funciones; las partes más basales del cerebro, por ejemplo, supuestamente estaban más preocupadas por las respuestas primarias, como los instintos básicos de supervivencia.

Sin embargo, los neurocientíficos han criticado el modelo durante décadas. El cerebro simplemente no funciona así, en secciones discretas en las que cada una juega un papel separado. Las regiones del cerebro, anatómicamente distintas como son, están altamente interconectadas, una red de redes neuronales zumbantes. Y con el advenimiento de nuevas técnicas, podemos comenzar a comprender mejor cómo evolucionó el cerebro.

En un nuevo estudio, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro recurrió a cerebros de lagartos reales para investigar, publicando sus hallazgos en un artículo dirigido por los estudiantes graduados en neurociencia David Hain y Tatiana Gallego-Flores.

Al comparar las características moleculares de las neuronas en los lagartos y ratones modernos, los investigadores esperaban descifrar las historias evolutivas escritas en los cerebros de reptiles y mamíferos.

“Las neuronas son los tipos de células más diversos del cuerpo. Su diversificación evolutiva refleja alteraciones en los procesos de desarrollo que las producen y pueden generar cambios en los circuitos neuronales a los que pertenecen”, dice el neurocientífico Gilles Laurent del Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro.

Hace unos 320 millones de años fue un momento muy importante para la evolución de los vertebrados y sus cerebros. Fue entonces cuando los primeros animales de cuatro extremidades (tetrápodos) emergieron del agua a la tierra y comenzaron a diversificarse en las familias progenitoras que finalmente producirían aves y reptiles, por un lado, y mamíferos, por el otro.

Hay estructuras en el cerebro establecidas durante el desarrollo embrionario de todos los tetrápodos: una arquitectura ancestral compartida en las regiones subcorticales.

Pero, debido a que las comparaciones anatómicas tradicionales de las regiones de desarrollo pueden no ser suficientes para detallar completamente todas las diferencias y similitudes entre los cerebros de reptiles y mamíferos, los investigadores adoptaron un enfoque diferente.

Secuenciaron el ARN, una molécula mensajera utilizada como plantilla para formar proteínas, en células individuales del cerebro de dragones barbudos para determinar los transcriptomas, la gama completa de moléculas de ARN en la célula, presentes y generar así un atlas de tipo celular. del cerebro del lagarto. Luego, este atlas se comparó con conjuntos de datos existentes sobre cerebros de ratones.

“Perfilamos más de 280.000 células del cerebro de Pogona e identificamos 233 tipos distintos de neuronas”, dice Hain.

“La integración computacional de nuestros datos con datos de ratones reveló que estas neuronas se pueden agrupar transcriptómicamente en familias comunes, que probablemente representan tipos de neuronas ancestrales”.

En otras palabras, había un conjunto básico de tipos de neuronas con transcriptomas similares que tienen en común tanto los mamíferos como los reptiles, aunque hayan evolucionado por separado durante más de 320 millones de años.

Pero estas neuronas no están restringidas a una región ‘reptiliana’ específica del cerebro. La mayoría de las regiones del cerebro, reveló el análisis, tienen una mezcla de tipos de neuronas ancestrales y más nuevas dentro de ellas, lo que desafía la noción de que algunas regiones del cerebro son más antiguas que otras.

De hecho, los investigadores encontraron que las neuronas en el tálamo se pueden separar en dos grupos en función de su conectividad con otras regiones del cerebro. Y estas regiones conectadas son bastante diferentes en mamíferos y reptiles.

El equipo descubrió que los transcriptomas divergían de tal manera que coincidían con las regiones de conexión, lo que sugiere que la identidad transcriptómica de una neurona, la lectura genética completa de las proteínas que podría necesitar, se deriva de su conectividad o la refleja.

“Dado que no tenemos los cerebros de los vertebrados antiguos, reconstruir la evolución del cerebro durante los últimos 500 millones de años requerirá conectar datos moleculares, de desarrollo, anatómicos y funcionales muy complejos”, dice Laurent.

“Vivimos tiempos muy emocionantes, porque esto se está volviendo posible”.

La investigación ha sido publicada en Ciencias.

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