Un cambio en un gen hizo la diferencia entre el cerebro humano moderno y el neandertal

¿Qué hace especial al cerebro de los humanos modernos? ¿Cómo y por qué llegamos a crear tecnologías que los Neandertales, nuestros parientes más cercanos, no desarrollaron? Un nuevo estudio publicado en la revista Science le apuntó a resolver algunas de estas preguntas. El equipo de investigadores cree ahora tener pistas de por qué el cerebro de los humanos modernos, a pesar de ser aproximadamente del mismo tamaño que el de los neandertales, logró producir más neuronas en la neocorteza. Esta región del cerebro es donde ocurren los principales procesos cognitivos.

“Lo que encontramos es un gen que ciertamente contribuye a hacernos humanos”, dijo Wieland Huttner, neurocientífico del Instituto Max Planck de Biología y Genética de Células Moleculares en Dresden, Alemania, y uno de los autores del estudio. Con esto, Huttner se refiere a que los investigadores se concentraron en una mutación específica del gen llamado TKTL1.

Durante años, científicos han analizado las diferencias entre nuestro genoma y los genomas de los neandertales. A pesar de que las proteínas codificadas por esos genes son, en su mayoría, idénticas a las de nuestros parientes homínidos, hay unas 96 mutaciones específicas de humanos que cambiaron la estructura de una proteína. (También puede leer: En 2021, un volcán hizo erupción sin advertencia. La ciencia ahora sabe qué pasó)

Una de esas es la que encontraron en el gen TKTL1, que está involucrado en la producción de neuronas en el cerebro en desarrollo. En los humanos modernos, este gen tiene un aminoácido distinto, arginina, comparado a la versión de neandertales, que tenían lisina. “Un solo cambio de aminoácido es muy, muy importante y tiene consecuencias increíbles en el cerebro”, explicó al portal especializado Science la neurobióloga Brigitte Malgrange.

Los investigadores, entonces, insertaron la versión neandertal de este gen en ratones, hurones y unas estructuras llamadas ‘organoides’, cultivadas en un laboratorio a partir de células madre humanas. Estos experimentos revelaron que la variante neandertal está relacionada con una creación más lenta de neuronas en la corteza cerebral durante el desarrollo. Es decir, una producción menor de neuronas en la parte del cerebro donde residen la mayoría de las funciones cognitivas.

“Esto nos muestra que aunque no sabemos cuántas neuronas tenía el cerebro neandertal, podemos suponer que los humanos modernos tienen más neuronas en el lóbulo frontal del cerebro, donde la actividad [del gen] es más alta, que los neandertales”, explicó a The Guardian Anneline Pinson, primera autora del estudio. (Le puede interesar: Estos gusanos bautizados en honor a Elvis Presley viven en el fondo del mar)

Para el investigador Huttner, este estudio podría ser “la primera evidencia convincente de que los humanos modernos son cognitivamente mejores que los neandertales”. Sin embargo, algunos expertos, como Christoph Zollikofer, paleoantropólogo de la Universidad de Zúrich, estos datos no pueden resolver este tipo de debates tan fácilmente. Como dijo manifestó a Science, para él, el tamaño del cerebro y el número de neuronas no siempre se traducen en una mayor inteligencia; una mejor cognición, dice, tiene que ver con las conexiones entre las neuronas.

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¿Qué hace especial al cerebro de los humanos modernos? ¿Cómo y por qué llegamos a crear tecnologías que los Neandertales, nuestros parientes más cercanos, no desarrollaron? Un nuevo estudio publicado en la revista Science le apuntó a resolver algunas de estas preguntas. El equipo de investigadores cree ahora tener pistas de por qué el cerebro de los humanos modernos, a pesar de ser aproximadamente del mismo tamaño que el de los neandertales, logró producir más neuronas en la neocorteza. Esta región del cerebro es donde ocurren los principales procesos cognitivos.

“Lo que encontramos es un gen que ciertamente contribuye a hacernos humanos”, dijo Wieland Huttner, neurocientífico del Instituto Max Planck de Biología y Genética de Células Moleculares en Dresden, Alemania, y uno de los autores del estudio. Con esto, Huttner se refiere a que los investigadores se concentraron en una mutación específica del gen llamado TKTL1.

Durante años, científicos han analizado las diferencias entre nuestro genoma y los genomas de los neandertales. A pesar de que las proteínas codificadas por esos genes son, en su mayoría, idénticas a las de nuestros parientes homínidos, hay unas 96 mutaciones específicas de humanos que cambiaron la estructura de una proteína. (También puede leer: En 2021, un volcán hizo erupción sin advertencia. La ciencia ahora sabe qué pasó)

Una de esas es la que encontraron en el gen TKTL1, que está involucrado en la producción de neuronas en el cerebro en desarrollo. En los humanos modernos, este gen tiene un aminoácido distinto, arginina, comparado a la versión de neandertales, que tenían lisina. “Un solo cambio de aminoácido es muy, muy importante y tiene consecuencias increíbles en el cerebro”, explicó al portal especializado Science la neurobióloga Brigitte Malgrange.

Los investigadores, entonces, insertaron la versión neandertal de este gen en ratones, hurones y unas estructuras llamadas ‘organoides’, cultivadas en un laboratorio a partir de células madre humanas. Estos experimentos revelaron que la variante neandertal está relacionada con una creación más lenta de neuronas en la corteza cerebral durante el desarrollo. Es decir, una producción menor de neuronas en la parte del cerebro donde residen la mayoría de las funciones cognitivas.

“Esto nos muestra que aunque no sabemos cuántas neuronas tenía el cerebro neandertal, podemos suponer que los humanos modernos tienen más neuronas en el lóbulo frontal del cerebro, donde la actividad [del gen] es más alta, que los neandertales”, explicó a The Guardian Anneline Pinson, primera autora del estudio. (Le puede interesar: Estos gusanos bautizados en honor a Elvis Presley viven en el fondo del mar)

Para el investigador Huttner, este estudio podría ser “la primera evidencia convincente de que los humanos modernos son cognitivamente mejores que los neandertales”. Sin embargo, algunos expertos, como Christoph Zollikofer, paleoantropólogo de la Universidad de Zúrich, estos datos no pueden resolver este tipo de debates tan fácilmente. Como dijo manifestó a Science, para él, el tamaño del cerebro y el número de neuronas no siempre se traducen en una mayor inteligencia; una mejor cognición, dice, tiene que ver con las conexiones entre las neuronas.

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