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Un nuevo estudio replantea la formación y origen evolutivo del cerebro de los vertebrados

Investigadores del CRG y de la UMU muestra por primera vez un mapa detallado de las regiones en las que se divide el cerebro de un anfioxo, uno de los organismos más emparentados con los vertebrados
De izquierda a derecha: Los profesores Luis Puelles y José Luis Ferran de la Universidad de Murcia

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y de las universidades de Barcelona (UB) y Murcia (UMU) han elaborado un estudio que cuestiona y replantea la formación y el origen evolutivo del cerebro de los vertebrados.

El trabajo muestra por primera vez un mapa detallado de las regiones en las que se divide el cerebro de un anfioxo, uno de los organismos más emparentados con los vertebrados, que podría dar una idea de cómo eran los ancestros de los humanos.

Un estudio, que publica la revista PLOS Biology, ofrece información que cambia sustancialmente la idea que se tenía sobre el proceso de formación del cerebro de los vertebrados y arroja luz sobre cómo podría haber evolucionado, según sus autores.

La investigación ha sido dirigida conjuntamente por los investigadores José Luis Ferran y Luis Puelles, del Departamento de Anatomía Humana y Psicobiología de la UMU; Manuel Irimia, del CRG; y Jordi García Fernández, del Instituto de Biomedicina de la UB.

Para llevar a cabo la investigación han utilizado como modelo el cerebro de un organismo no vertebrado, el anfioxo, que se sitúa en una rama del árbol evolutivo muy próximo al origen de los vertebrados y de aspecto parecido a un pez.

Los investigadores han realizado por primera vez un mapa detallado de las regiones en las que se divide el cerebro de esta especie, que vive en el fondo marino y tiene una vida muy simple.

"Nos propusimos entender cómo era el cerebro del cefalocordado anfioxo. Éste es un organismo no vertebrado muy simple, pero a su vez muy emparentado evolutivamente con nosotros, por lo que nos da pistas de cómo podrían haber sido nuestros ancestros", ha explicado Ferran.

"Comparando los territorios que presenta el cerebro de los vertebrados modernos con el del anfioxo, analizamos qué puede haber ocurrido para que se hayan multiplicado y cómo se ha formado una estructura tan compleja durante nuestra evolución", ha añadido el profesor de Anatomía Humana y Psicobiología de la UMU.

Este trabajo demuestra que el cerebro de los vertebrados se habría formado inicialmente a partir de dos regiones (anterior y posterior), y no de tres (un cerebro anterior, uno medio y uno posterior) como propone el modelo actual prosomérico.

Según Manuel Irimia, en los anfioxos no han detectado corteza cerebral ni una región exclusiva que dé lugar a la formación del cerebro medio de los vertebrados, pero han encontrado un territorio común dentro del cerebro anterior, al que han denominado DiMes y del que derivaría tanto el cerebro medio como otras estructuras del cerebro anterior clásico.

"Fruto de la aparición de centros de señalización molecular que provocan la expansión y partición de la porción DiMes habrían surgido evolutivamente las tres clásicas regiones cerebrales de los vertebrados (tálamo, pretectum y cerebro medio)", ha detallado Irimia, que explica que "si se elimina la función de estos centros de señalización en vertebrados queda un único territorio similar al observado en los anfioxos".

El estudio de la formación de estas tres partes del cerebro, que sirven a los vertebrados para procesar información visual, auditiva o propioceptiva (sobre la posición y el movimiento de las partes del cuerpo), es útil para comprender cómo el cerebro se ha adaptado al ambiente y ha sido capaz de procesar la información que le rodea.

Según los investigadores, la idea de que estas regiones se formaron de modo independiente y que cada una de ellas ha dado lugar a otras regiones se ha demostrado errónea.

"El cerebro no ha evolucionado de forma aislada, sino que lo ha hecho a causa de la interacción de estos animales primitivos con el ambiente", ha afirmado el profesor de la UMU.

Los investigadores han recordado que el cerebro humano ha sufrido un proceso evolutivo que comenzó a diseñarse hace 500 millones de años en los animales marinos que vivían inmersos en la arena y que dio origen al primer plan de construcción de su sistema nervioso central, un sistema que se ha modificado progresivamente y es compartido por todos los vertebrados modernos. 

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