Diferencia encefálica entre un cráneo de neandertal (izquierda) y sapiens (derecha).

Un cambio en un único aminoácido de la proteína TKTL1 -siglas en inglés de 'proteína 1 similar a la transcetolasa'- pudo proporcionar a los humanos modernos la ventaja evolutiva sobre sus parientes más arcaicos con los que convivieron, como el Homo neanderthalensis. Esta mutación incrementó la neurogénesis en la corteza cerebral, lo que habría permitido al Homo sapiens generar más neuronas y ampliar potencialmente su capacidad cognitiva, ayudándole a adaptarse mejor a los cambios, según un nuevo estudio publicado en la revista Science.

El enigma de la extinción de los neandertales no ha dejado de cautivar a la ciencia, y la antropología evolutiva destierra de forma cada vez más contundente la idea de que eran significativamente más 'bestiales' que los humanos modernos. Su cerebro era del mismo volumen que el del humano contemporáneo, eran capaces de interpretar el lenguaje, manufacturar herramientas de piedra con habilidad y dejaron las primeras expresiones artísticas y culturales.

Su herencia genética, de hecho, pervive entre nosotros mediante los genes que nos legaron en los diversos eventos de hibridización que se produjeron entre comunidades de homínidos diferentes. Sin embargo, hay indicios de que su desarrollo cognitivo y su actividad cerebral eran más lentos en comparación con el humano moderno. Esto les habría dificultado la competición frente a parientes con más recursos en un entorno cambiante, y les habría llevado a la desaparición hace unos 40.000 años.  

Investigadores del Instituto Max Planck Instituto de Biología Celular Molecular y Genética (MPI-CBG) de Dresde (Alemania) han demostrado ahora que la variante de la proteína TKTL1 que poseemos los humanos modernos solo difiere en un aminoácido con respecto a la neandertal. Sin embargo, dicha variación acrecienta la producción de unas células madre en el cerebro, las  progenitoras gliales radiales (RGP).

Las RGP son responsables de generar la mayor parte de las neuronas durante el desarrollo de la corteza cerebral, la parte del cerebro relacionada con las habilidades cognitivas más evolucionadas. En concreto, esta mutación habría llevado a una mayor producción neuronal durante el desarrollo del lóbulo frontal del Homo sapiens, un área que controla las funciones ejecutivas y conductuales del individuo en circunstancias como la resolución de problemas.

Foto: El profesor Wieland Huttner y la Dra. Anneline Pinson en el laboratorio de MPI-CBG, Dresde.

La arginina, un cambio crucial

La diferencia es más significativa todavía teniendo en cuenta que, entre el humano moderno y los desaparecidos neandertales y denisovanos, muy pocas proteínas han sufrido diferencias en sus secuencias de aminoácidos, sus 'bloques de construcción'. Entre los sapiens, el aminoácido que cambió de sitio es la arginina, mientras que tanto los humanos arcaicos como los primates contemporáneos poseen en ese lugar la lisina. 

Para determinar los efectos de esta alteración, el equipo de la investigadora Anneline Pinson  empleó dos grupos de embriones de ratón a los que se les introdujeron una variante u otra de la TKTL1 en el neocórtex en desarrollo. Unos recibieron la sapiens y otros la neandertal, y la producción de células madre RGP solo se produjo en el primer grupo. A resultas de ello, solo los cerebros de los ratones modificados para parecerse a los cerebros de los humanos modernos generaron más neuronas. 

El siguiente paso consistió en generar organoides de cerebros humanos, modelos cultivados en laboratorio a partir de células madre a los que se permite crecer hasta alcanzar un tamaño embrionario. Estos 'minicerebros' recibieron la variante neandertal de la TKTL1. "Descubrimos que en este tipo de cerebro neandertal la producción de RGP era inferior a la de un cerebro humano moderno en desarrollo, lo que se tradujo en una menor cantidad de neuronas", explica Pinson.

"No podemos saber cuántas neuronas tenía realmente el cerebro de un neandertal", reconoce la investigadora. "Pero podemos inferir que los humanos actuales poseen más que ellos en el lóbulo frontal del cerebro, en donde la TKTL1 presenta mayor actividad".

El Dr. Wieland Huttner, supervisor del trabajo, va más allá. "Este estudio implica que la producción de neuronas durante el desarrollo fetal es mayor en los humanos modernos que en el neandertal, y estamos tentados a especular con que esto impulsó las capacidades cognitivas que hoy asociamos con el lóbulo frontal".

Imagen de microscopía de una célula glial radial basal en división, un tipo de célula progenitora que genera neuronas durante el desarrollo del cerebro. / Pinson et al /  Science.

Opiniones sobre el trabajo de investigación

Chris Stringer (izquierda), jefe de investigación sobre los orígenes humanos en el Museo de Historia Natural de Londres, calificó el trabajo de “pionero”, y dijo que se ha propuesto abordar uno de los enigmas centrales de la evolución humana: por qué, con toda la diversidad anterior de humanos, son los Homo sapiens los únicos que quedan.

“Las ideas iban y venían: que si los 'Homo sapiens' tenían mejores herramientas, mejores armas, lenguaje adecuado, arte y simbolismo, mejores cerebros, etc.”, dijo Stringer. “Finalmente, este trabajo proporciona evidencia de por qué nuestros cerebros eran superiores al de los neandertales”.

Más neuronas no significa automáticamente un tipo de ser humano más inteligente, a pesar de que las mismas dictan el poder de cómputo básico del cerebro. Los cerebros humanos contienen el doble de neuronas que los chimpancés y los bonobos.

Para el profesor Laurent Nguyen (derecha), de la Universidad de Lieja, este trabajo de investigación está lejos de ser una evidencia concluyente de la superior inteligencia de los Homo sapiens, si bien muestra que los neandertales tenían diferencias significativas en el desarrollo de su cerebro. “Es esta una historia interesante”, agregó.

Para Emiliano Bruner, del Centro Nacional de Investigación sobre Evolución Humana (CENIEH), los resultados del trabajo de investigación no pueden asumirse como concluyentes, al considerar que el proceso cognitivo cerebral es tan complejo y está condicionado a tantas variables, que limitar toda esta función a expensas de una mínima modificación genética resulta muy dudoso, máxime cuando existe un amplia literatura que analiza y revela las diferencias cognitivas entre las dos especies.

"El cerebro es un órgano increíblemente complejo y el proceso cognitivo lo es mucho más, porque abarca además factores ambientales de todo tipo. Me parece muy reduccionista llegar a conclusiones tan importantes solamente a raíz de un único gen y de un experimento de cultivo o expresión celular", concluye Bruner.

Fuentes: elespanol.com | onu.noticias.mx | agenciasinc.es | Max Planck Institute | abc.es | 8 de septiembre de 2022

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