Los científicos han encontrado un importante interruptor nervioso que hace que los cerebros humanos sean muy grandes

¿Qué distingue a los humanos de los primates no humanos, nuestros parientes vivos más cercanos? Uno de los factores más importantes que nos distingue, científicamente, es el tamaño mucho mayor de nuestros cerebros, y ahora, hemos encontrado un secreto clave detrás de este crecimiento incomparable.

Una nueva investigación compara diferentes tipos de orgánulos cerebrales: grupos en miniatura de tejido cerebral que han crecido a partir de ellos. Células madre Los científicos han encontrado una gran diferencia evolutiva en el crecimiento de células madre neurales entre los tejidos cerebrales de humanos, gorilas y chimpancés.

Células madre neurales (También llamadas células neuroepiteliales) son una forma de células madre pluripotentes, que dan lugar a neuronas y células gliales que forman el sistema nervioso central. La nueva investigación muestra que la forma en que ocurre esta transición durante el desarrollo temprano del cerebro no es la misma en todos los primates.

Cuando las células madre neurales se mueven hacia tipos específicos de células cerebrales, cambian su forma, lo que a su vez afecta la velocidad a la que pueden dividirse y eventualmente formar neuronas. En ratones, se sabe que ese cambio de forma ocurre en solo unas horas, lo que en última instancia limita la cantidad de células cerebrales que los animales pueden producir.

(S. Benito-Kwiecinski / MRC LMB / Celda)

Arriba: Las células madre neurales a los cinco días tienen una forma diferente y están menos alteradas en los humanos (izquierda) en comparación con los monos (derecha).

Ahora, los científicos del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica del Reino Unido (LMB) han demostrado que el proceso lleva mucho más tiempo en los primates y, de hecho, dura varios días. Para los gorilas y chimpancés, una morfología retrasada les da unos cinco días para seguir generando nuevas neuronas.

Las células epiteliales neuronales humanas tardan más en transmitirse, hasta una semana entera, lo que permite que la neurogénesis funcione durante más tiempo, lo que a su vez hace que se produzcan más células cerebrales, más tejido cerebral y, en última instancia, la producción de cerebros más grandes (o, como se muestra, Aquí, las membresías más grandes se sientan en un plato).

«Hemos descubierto que un cambio retardado en la forma de las células en el cerebro temprano es suficiente para alterar el curso del desarrollo, lo que ayuda a determinar cuántas neuronas se forman». El explica Madeleine Lancaster, bióloga del desarrollo e investigadora principal de LMB.

«Es notable que un cambio evolutivo relativamente simple en la forma de una célula pueda tener consecuencias desastrosas en el desarrollo del cerebro».

Además de determinar la diferencia en la transmisión, el análisis de orgánulos también reveló qué hace posibles los cambios en el desarrollo.

Según los investigadores, se llama gen. ZEB2 Desempeña un papel central en la regulación del proceso, lo que hace que las células madre neurales cambien de forma y maduren de manera temprana, reduciendo el tiempo que pueden proliferar antes de que las células progenitoras que eventualmente se forman se conviertan en neuronas.

(S. Benito-Kwiecinski / MRC LMB / Celda)

Arriba: Los orgánulos del cerebro humano a la edad de cinco semanas son mucho más grandes que los orgánulos de gorilas y chimpancés (de izquierda a derecha, respectivamente).

No solo eso, sino que en experimentos en los que se manipuló la dinámica de la expresión de ZEB2, los investigadores demostraron que los orgánulos también podían manipularse, con el orgánulo del cerebro humano cada vez más pequeño cuando se optimizaba el gen, y el órgano del gorila se asemejaba mucho al tamaño de el tejido cerebral humano cuando se inhibió ZEB2.

Los investigadores afirman que el tejido orgánico nunca es una representación perfecta de los órganos animales reales, por lo que no podemos concluir que la actividad y la inactividad de ZEB2 funcionarían exactamente de la misma manera en los cerebros de primates humanos o no humanos.

Sin embargo, los investigadores dicen que esta es una evidencia significativa de lo que probablemente explica gran parte de la diferencia en el tamaño del cerebro entre los humanos y otros grandes simios, y los estudios futuros, incluidos experimentos con ratones modificados genéticamente o imágenes de embriones de monos, pueden arrojar más luz. .

«Esto proporciona una primera idea de lo que es diferente del cerebro humano en desarrollo que nos distingue de nuestros parientes vivos más cercanos, los otros grandes simios». Lancaster dice.

«Siento que realmente hemos aprendido algo fundamental sobre las preguntas que me han interesado durante más tiempo que puedo recordar: lo que nos hace humanos».

Los resultados se informan en celda.