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# Biología # Biología evolutiva

La Evolución del Cerebro Humano: Una Mirada Más Cercana

Descubre el fascinante viaje de la evolución del cerebro humano y sus protagonistas clave.

Ting Hu, Yifan Kong, Yulian Tan, Pengcheng Ma, Jianhong Wang, Xuelian Sun, Kun Xiang, Bingyu Mao, Qingfeng Wu, Soojin V. Yi, Lei Shi

― 7 minilectura


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El cerebro humano no es solo un gran trozo de gelatina. Es un superórgano que ha evolucionado durante millones de años para convertirse en lo que es hoy. Una de sus características más destacadas es el Neocortex, la parte del cerebro que nos ayuda a pensar, hablar y resolver problemas. Pero, ¿cómo es que los humanos terminaron con estas habilidades cerebrales únicas? Vamos a hacer un viaje al pasado para entender esta evolución cerebral.

¿Qué hace especial al cerebro humano?

Entonces, ¿qué hace que el cerebro humano sea tan especial? Tiene algo llamado "expansión del neocortex" y "pliegues corticales intensos". Estos términos tan raros significan que el cerebro humano ha crecido más con el tiempo y ha desarrollado pliegues intrincados. Imagínate una obra maestra de origami, pero en vez de papel, son cerebros los que estamos plegando. Este extra de pliegues nos ayuda a meter más "poder de pensamiento" en nuestras cabezas.

Esta estructura única es la que permite a los humanos hablar idiomas, resolver problemas y tener pensamientos complejos. Pero esto no sucedió de la noche a la mañana. Se necesitaron millones de años y algunos genes especiales en el camino.

El papel de los genes especiales

Resulta que un puñado de genes ha tenido un papel importante en la evolución del cerebro. Estos genes son como la salsa secreta que nos ayudó a hacer crecer nuestros cerebros. Algunos de estos genes son específicos de los humanos y se han relacionado con el crecimiento del neocortex. Por ejemplo, dos de ellos – NOTCH2NL y ARGAP11B – han mostrado actividad en las Células Progenitoras neuronales (que son como los cuidadores del cerebro, ayudando a producir nuevas células cerebrales). Es como si de repente encontraras una receta mágica para un pastel más grande y mejor, estos genes ayudan a hacer un cerebro más grande y capaz.

Pero aquí viene la sorpresa: aunque estos genes específicos de humanos son importantes, no son los únicos en esta historia. Procesos biológicos comunes compartidos entre los primates también han llevado a este impresionante desarrollo cerebral.

Un vistazo a nuestros primos primates

Para entender cómo crecieron nuestros cerebros, ayuda mirar a nuestros parientes primates. Entre los primates, el grosor del neocortex y el grado de plegado han aumentado gradualmente con el tiempo. Piénsalo como una carrera entre cerebros—todos tratando de superarse unos a otros al hacerse cerebros más grandes y mejores.

Durante muchas generaciones, a medida que los primates evolucionaban, desarrollaron mejores estructuras cerebrales, lo que permitió comportamientos más complejos. Esto significa que incluso antes de que llegaran los humanos, los primates ya estaban bien encaminados hacia tener sus propias formas de inteligencia.

Conociendo a la musaraña arborícola china

En nuestra búsqueda por aprender más sobre la evolución del cerebro, no podemos olvidar a la musaraña arborícola china. Estos pequeños animalitos están más relacionados con los primates que con conejos o ratones, lo que los convierte en grandes compañeros de estudio. Tienen cerebros lisos como los ratones, pero también una zona subventricular más grande, ¡donde sucede la magia de las nuevas células cerebrales!

Esto hace que las musarañas arborícolas sean bastante interesantes porque podrían ser un paso intermedio entre los primates antiguos y los humanos modernos. Es como encontrar una pieza de rompecabezas que ayuda a entender la imagen más grande de la evolución cerebral.

Encontrando los actores clave en el crecimiento cerebral

Cuando los científicos echaron un vistazo más de cerca a los cerebros de las musarañas arborícolas, descubrieron que un gen, CCNB1IP1, podría ser clave para entender el crecimiento del neocortex. Este gen se encontró especialmente activo en el cerebro de la musaraña arborícola y aún más pronunciado en los cerebros humanos. Piensa en CCNB1IP1 como el entrenador personal de las células cerebrales, ayudándolas a ejercitarse y hacerse más fuertes.

Al comparar los cerebros de las musarañas arborícolas y los humanos, los investigadores encontraron que la expresión de CCNB1IP1 aumentaba en humanos, llevando a más células cerebrales. Este hallazgo sugiere que a medida que los humanos evolucionaron, CCNB1IP1 ayudó a aumentar el número de células progenitoras, que son los bloques de construcción del cerebro, permitiendo un aumento en el tamaño y complejidad del cerebro.

Cómo CCNB1IP1 hace su magia

Desglosemos lo que hace CCNB1IP1. Esencialmente, este gen ayuda a regular el ciclo celular, permitiendo que las células se dividan y multipliquen. Es como darle a las células cerebrales un tiro de espresso—ayudándolas a despertarse y ponerse a trabajar más rápido.

Durante las primeras etapas de desarrollo del cerebro, particularmente en la zona subventricular, CCNB1IP1 se pone a trabajar, acortando la longitud de la fase G1 en el ciclo celular. Una fase G1 más corta significa más tiempo para que las células cerebrales se repliquen y menos tiempo haciendo nada. ¡Qué eficiencia!

El viaje de desarrollo del cerebro

A medida que el cerebro se desarrolla, la actividad de CCNB1IP1 aumenta, lo que lleva a producir más células progenitoras. Este aumento en las células cerebrales disponibles juega un papel vital en la capacidad del cerebro de crecer más grande y más plegado con el tiempo. Es como pasar de un pequeño departamento a una suite en el ático—hay más espacio para todo.

El viaje no se detiene solo con más células; también lleva a mejores funciones cerebrales. Un cerebro más grande y eficiente puede procesar información más rápido, abriendo la puerta a habilidades complejas como el lenguaje y la resolución de problemas.

Hitos evolutivos

La evolución del cerebro humano es como una serie de hitos en un largo viaje. Cada paso adelante trajo cambios significativos que contribuyeron a las impresionantes capacidades que tenemos hoy.

  1. Desarrollo temprano del cerebro primate: Los primates comenzaron con estructuras cerebrales simples que eventualmente evolucionaron a sistemas más complejos.

  2. Expansión del neocortex: El neocortex comenzó a expandirse, permitiendo más superficie para el pensamiento avanzado. Esto fue como actualizar de un teléfono viejo a un smartphone.

  3. Plegado cortical: A medida que crecen los cerebros, desarrollan pliegues, lo que permite más conexiones entre las células. Piénsalo como agregar capas a tu delicioso pastel: más capas, más sabores.

  4. Genes específicos de humanos: La introducción de genes específicos de humanos, como CCNB1IP1, añadió eficiencia extra al crecimiento y función del cerebro.

  5. El surgimiento de comportamientos complejos: Todos estos cambios contribuyeron a la evolución de comportamientos que definen a los humanos modernos, como usar herramientas, crear arte y hablar idiomas.

¿Qué sigue para la evolución cerebral?

Con nuestros cerebros continuando adaptándose y evolucionando, la pregunta es: ¿qué sigue? A medida que aprendemos más sobre cómo se desarrollaron nuestros cerebros, podemos entender mejor la salud mental y cómo mejorar las funciones cognitivas. Es un momento emocionante para la neurociencia, y quién sabe qué otros secretos nos quedan por revelar nuestros cerebros.

En conclusión, la evolución del cerebro humano es una historia fascinante de crecimiento, adaptación y complejidad. Con CCNB1IP1 desempeñando un papel significativo en este viaje, es claro que no todos los héroes llevan capas; algunos son genes que están en tu cerebro. Así que la próxima vez que te maravilles de tu ingenio, puedes agradecer en parte al héroe no reconocido que es CCNB1IP1 por el poder cerebral que te permite apreciar el mundo que te rodea.

Fuente original

Título: Cis-Regulatory Evolution of CCNB1IP1 Driving Gradual Increase of Cortical Size and Folding in primates

Resumen: Neocortex expansion has a concerted relationship with folding, underlying evolution of human cognitive functions. However, molecular mechanisms underlying this significant evolutionary process remains unknown. Here, using tree shrew as an outgroup of primates, we identify a new regulator CCNB1IP1, which acquired its expression before the emergence of primates. Following the evolution of cis-regulatory elements, the CCNB1IP1 expression has steadily increased over the course of primate brain evolution, mirroring the gradual increase of neocortex. Mechanistically, we elucidated that CCNB1IP1 expression can cause an increase in neural progenitors through shortening G1 phase. Consistently, the CCNB1IP1 knock-in mouse model exhibited traits associated with enhanced learning and memory abilities. Together, our study reveals how changes in CCNB1IP1 expression may have contributed to the gradual evolution in primate brain.

Autores: Ting Hu, Yifan Kong, Yulian Tan, Pengcheng Ma, Jianhong Wang, Xuelian Sun, Kun Xiang, Bingyu Mao, Qingfeng Wu, Soojin V. Yi, Lei Shi

Última actualización: 2024-12-09 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.08.627376

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.08.627376.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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