Desde siempre hemos hablado del cerebro humano como una única pieza biológica, un órgano compacto en el que se mezclan memoria, lenguaje, movimiento, respiración y consciencia. Un nuevo trabajo dirigido por investigadores de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, propone una imagen mucho más sorprendente: el cerebro humano sería, desde el punto de vista de su desarrollo, la unión de dos sistemas nerviosos que nacen por separado y después quedan ensamblados como una sola estructura. El estudio se ha publicado en la revista Nature Neuroscience.

No se trata de revolucionar por completo nuestra comprensión y pensar que tenemos dos cerebros independientes dentro del cráneo: el hallazgo se refiere a su origen embrionario. Hasta ahora, el modelo dominante sostenía que las distintas regiones cerebrales procedían de un mismo progenitor celular temprano. El equipo de Stanford ha hallado evidencias de que existen dos poblaciones progenitoras distintas que aparecen en paralelo durante la gastrulación, una fase muy temprana del desarrollo embrionario.

Una de ellas, denominada ectodermo neural anterior, da lugar al prosencéfalo y al mesencéfalo, regiones relacionadas con funciones como el lenguaje, la consciencia o el razonamiento abstracto. La otra, el ectodermo neural posterior, origina el rombencéfalo, que incluye buena parte de lo que conocemos como tronco encefálico y que participa en procesos automáticos esenciales, como la respiración, el control del ritmo cardíaco, el sueño o determinadas señales de hambre, según se explica en una nota de prensa.

Esas dos líneas celulares no parecen mezclarse: en experimentos realizados con embriones de ratón, los investigadores identificaron progenitores asociados a los genes Otx2 y Gbx2. Las dos poblaciones permanecieron mutuamente excluyentes desde etapas muy tempranas. Además, presentaban paisajes de cromatina diferentes: es decir, distintas configuraciones en el empaquetamiento del ADN que condicionan qué genes pueden activarse y, en consecuencia, el destino de las células.

Este detalle ayuda a resolver un problema que llevaba años desconcertando a la genética: generar en laboratorio determinadas neuronas del tronco encefálico había resultado especialmente difícil. Según los investigadores, buena parte de los intentos partían de progenitores destinados al cerebro anterior y trataban de convertirlos después en células del cerebro posterior. El nuevo modelo indica que el problema estaba en el punto de partida: esas células siguen trayectorias de desarrollo diferentes desde el principio.

La demostración no se quedó en los embriones de ratón: el equipo consiguió diferenciar células madre pluripotentes humanas en progenitores del cerebro anterior o posterior y, posteriormente, producir neuronas motoras del cerebro posterior correspondientes a regiones concretas, entre ellas los rombómeros 5 y 6. Esas neuronas cultivadas mostraron actividad eléctrica y características moleculares propias de las células que intervienen en el control de los músculos de la cara y la deglución.

¿Dos sistemas celulares diferentes se unieron en el cerebro humano? / Crédito: Pixabay.

La importancia de este avance es concreta, ya que el tronco encefálico está implicado en enfermedades neurológicas graves como la atrofia muscular espinal y la esclerosis lateral amiotrófica. Estudiar directamente tejido del cerebro posterior humano es muy difícil, pero disponer de neuronas funcionales generadas en el laboratorio abre una nueva vía para observar qué falla en estas enfermedades y para probar posibles tratamientos en modelos celulares.

Además, los circuitos del cerebro posterior relacionados con el hambre podrían ayudar a estudiar mecanismos relevantes para tratamientos contra la obesidad.

El hallazgo también apunta mucho más atrás en la historia evolutiva. Los autores compararon el patrón de desarrollo en especies tan diferentes como el pollo, el pez cebra y los hemicordados, incluidos los gusanos bellota, y encontraron señales compatibles con esta división en dos linajes neurales a lo largo de unos 550 millones de años. Según su hipótesis, la evolución habría reunido espacialmente dos sistemas nerviosos que ya existían por separado, hasta hacerlos funcionar casi como una única estructura.

En resumen, aunque el cerebro funciona como un sistema integrado desde el punto de vista anatómico, biológicamente podría ser el resultado de dos historias de desarrollo distintas que aprendieron a trabajar juntas.

Fuente: Levante - EMV