Singularidad del cerebro humano

¿Cuál es el sustrato neural que hace que las personas sean humanas?

Si el cerebro de todas las especies estuviera organizado de modo que se repitiese el mismo diseño de varios microcircuitos en cada una de las divisiones del cerebro, con variaciones no significativas entre las distintas especies, y que la única diferencia fuera el número de dichos circuitos y sus conexiones, ahora conoceríamos mucho más el cerebro humano. Sin embargo, los principios de diseño estructural (distribución espacial, número y tipos de neuronas, circuitos sinápticos locales, etc.) difieren sobremanera en las diferentes partes del sistema nervioso, así como entre especies. 

En otras palabras, el problema es que hay aspectos estructurales, funcionales y cognitivos que son únicos de los seres humanos, de la misma forma que cada especie dispone de un cerebro típico de esa especie. Así pues, la cuestión sigue siendo qué tipo de información obtenida en otra especie se puede extrapolar de forma fiable al cerebro humano y cuál es la mejor estrategia para obtener los datos que faltan, teniendo en cuenta las limitaciones éticas obvias cuando se requieren métodos experimentales que no se pueden emplear en los seres humanos.  En este sentido, no deberíamos olvidar que el ratón —el animal de experimentación más utilizado hoy en los laboratorios de investigación para estudiar el cerebro— y el género Homo evolucionaron a partir de un ancestro común hace unos 96 millones de años y es lógico pensar que esta gran distancia evolutiva afecte a la organización estructural y funcional del cerebro. 

De hecho, durante la evolución del cerebro, muchas áreas corticales se han desarrollado de manera diferente en los primates en comparación con los roedores, incluidos patrones únicos de expresión genética y molecular; además, han aparecido circuitos neuronales que no existen en los roedores o que están muy modificados. Según estos criterios, hay regiones extensas de la corteza humana que no están en los roedores, como la corteza prefrontal dorsolateral, la corteza polar frontal y el polo temporal. Estas regiones intervienen en varias funciones cognitivas superiores y se ven afectadas principalmente en algunas enfermedades psiquiátricas, neurológicas y neurodegenerativas, como la esquizofrenia, la epilepsia o la enfermedad de Alzheimer.

Se cree que usar grandes mamíferos como animales de experimentación, tales como el macaco o el gato, nos permite obtener más información relevante para el cerebro humano que la que se obtendría con pequeños mamíferos, como la rata y el ratón. Es más, algunos científicos proponen que la investigación con primates no humanos es esencial, ya que la organización estructural y funcional del cerebro de los roedores está mucho más alejada que la de estos primates. Sin embargo, todas las especies tienen cerebros diferentes y nunca comprenderemos cómo funciona el cerebro humano estudiando, por ejemplo, el cerebro del macaco o el chimpancé, el primate con mayor parentesco con el ser humano; ¡la separación de las líneas evolutivas entre aquellos y nosotros se produjo hace tan solo seis millones de años!

"Todas las especies tienen cerebros diferentes y nunca comprenderemos cómo funciona el cerebro humano estudiando, por ejemplo, el cerebro del macaco o el chimpancé, el primate con el mayor parentesco con el ser humano"

Es cierto que el estudio del cerebro de primates no humanos nos ha proporcionado un conocimiento muy valioso sobre la organización funcional de ciertas regiones del cerebro donde se pueden hacer generalizaciones. Los estudios comparativos son útiles si queremos examinar algunos atributos que los seres humanos compartimos con algunas especies, como los mapas de preferencia de orientación o las columnas de dominancia ocular de la corteza visual, que están muy desarrollados en el macaco y en el humano, pero están ausentes en otras especies, como el ratón y la rata. Los macacos, por ejemplo, pueden considerarse «más similares» a los seres humanos que los roedores en lo que se refiere a la corteza visual. Sin embargo, desde el punto de vista microanatómico y neuroquímico, el cerebro del macaco muestra muchas diferencias importantes con el nuestro, lo que probablemente refleja las diferencias cognitivas y de comportamiento obvias que existen entre los macacos y nosotros. Por consiguiente, los resultados obtenidos utilizando animales experimentales como modelos de enfermedades humanas o para estudiar la organización del cerebro normal deben considerarse con precaución a la hora de extrapolar los datos al ser humano.

En resumen, el cerebro humano presenta muchas características comunes al de otros mamíferos no humanos, pero también muestra diversas especializaciones exclusivas del ser humano y que probablemente sean cruciales para las funciones humanas. De este modo, las similitudes entre distintas especies podrían ser consideradas como los ladrillos básicos de la organización del cerebro. Por el contrario, las diferencias tal vez indican las adaptaciones evolutivas de los circuitos neuronales a las funciones particulares de cada región del cerebro en cada especie. Todavía no sabemos qué pueden significar todas estas variaciones cuando tratemos de correlacionarlas con las cualidades humanas o las de otras especies, pero no cabe duda de que estas observaciones representan un paso más que es esencial para abordar el apasionante estudio del sustrato neuronal que hace al hombre ser humano.

Javier DeFelipe

Instituto Cajal (CSIC)