No solo la forma de nuestro cráneo nos distingue de los neandertales, sino también la estructura de nuestro cerebro. Sin embargo, los neandertales podrían haber sido capaces de pensar de forma similar a la nuestra.
Neandertales y humanos: biología diferente, comportamiento similar.
Al hombre moderno le gusta sentirse como la corona de la creación. Supone que es intelectualmente superior a su pariente arcaico, el neandertal. Pero esta suposición también podría estar equivocada. ¿De qué otra manera podría explicarse que los humanos y los neandertales vivieran juntos durante miles de años e incluso engendraran hijos juntos? Los científicos están comenzando a comprender cómo los cerebros de los neandertales se diferencian del nuestro.
Desde hace tiempo se sabe que la forma del cráneo de Neanderthal era diferente a la de nuestro cráneo. En comparación con los humanos modernos, los neandertales tenían una cara grande y una frente hundida. Sin embargo, los cerebros tenían aproximadamente el mismo tamaño. Este fue el resultado de mediciones antropológicas de los huesos del cráneo. Si los cerebros eran similares a nivel celular o no, durante mucho tiempo no hubo respuesta a esta pregunta.
Esto está empezando a cambiar lentamente. El descubrimiento de un hueso en 2008 dio el pistoletazo de salida para el estudio del cerebro neandertal. Había pertenecido a un neandertal que vivió en lo que ahora es Croacia hace 38.000 años. Gracias a este hallazgo, los investigadores ahora conocen la código genético neandertal completo.
Las comparaciones iniciales del genoma de nuestros parientes con nuestros genes confirmaron lo que los biólogos evolutivos habían sospechado durante mucho tiempo: los neandertales tenían muchas cosas en común con los humanos modernos. No solo compartieron ancestros comunes, sino que también engendraron hijos juntos. Todo esto surgió del análisis del material genético. Pero los investigadores también encontraron más de cien diferencias genéticas. Sobre la base de estas diferencias, es posible reconstruir cómo podría haberse estructurado el cerebro neandertal.
Para investigar las consecuencias de las diferencias genéticas en el desarrollo del cerebro de los neandertales y los humanos, los investigadores colocan un gen neandertal en células madre humanas en una placa de Petri y observan cómo cambia el crecimiento de las células. El efecto de los genes también se puede estudiar en animales: por ejemplo, se puede implantar un gen de los neandertales o de los humanos modernos en el cerebro de un embrión de ratón. ¿Cómo se desarrolla el cerebro y cómo se comportan los animales?
20 semanas después de la concepción: menos células en el cerebro
Los resultados de estos estudios muestran que los cerebros de los neandertales y los humanos modernos difieren en su estructura. Los neandertales tenían menos células nerviosas, las llamadas neuronas, en sus lóbulos frontales, el centro de control del cerebro. Así lo informaron investigadores del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética en Dresde..
Esto podría demostrarse examinando un gen llamado TKTL1, que se estructura de manera diferente en los neandertales que en los humanos. El aminoácido lisina se encuentra allí en los neandertales y no la arginina como en los humanos.
La pequeña diferencia, también conocida como mutación puntual por los expertos, ya tiene un efecto en las primeras 22 semanas de desarrollo del cerebro. Porque entonces el feto desarrolla células a partir de las cuales luego se desarrollan las neuronas. Y cuanto más de estas células progenitoras se desarrollen en las primeras semanas, más neuronas se desarrollarán en el curso del desarrollo posterior en el lóbulo frontal.
Los investigadores encontraron no solo en el experimento en la placa de Petri, sino también en el embrión de ratón que se forman menos células progenitoras en la variante genética del neandertal en comparación con la de los humanos.
Diferencias en el cerebro de humanos y neandertales
Más células nerviosas en la frente humana porque se intercambió un aminoácido en el ADN durante el desarrollo.
Philipp Gunz, investigador del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig, destaca la importancia de estos resultados de investigación. Demostraron claramente cuán importante puede ser una pequeña diferencia genética para el desarrollo del cerebro.
“Hay diferentes formas de llegar a la meta”
Entonces, los neandertales probablemente tenían menos neuronas en su cerebro frontal que los humanos modernos. Pero lo que esta diferencia significó para la forma en que los neandertales pensaron y se comportaron sigue siendo una pregunta abierta. Especialmente en la fase temprana de desarrollo, el cerebro todavía es muy maleable. Entonces, es muy posible que los neandertales fueran capaces de pensar de manera similar con menos células en sus lóbulos frontales.
O, como dice el neurobiólogo Gunz: “En neurobiología, hay diferentes formas de llegar a la meta”. Por ejemplo, el cerebro humano moderno a veces puede compensar sin esfuerzo la pérdida de células cerebrales o incluso de regiones cerebrales completas.
Esto se ilustra con el caso de una mujer joven. Un derrame cerebral durante el parto destruyó una gran parte de su cerebro, el lóbulo temporal izquierdo, cuando era un bebé. Esta parte del cerebro normalmente procesa el lenguaje hablado. Los médicos predijeron que el niño nunca podría hablar. Una discapacidad grave parecía inevitable. Pero nada de eso sucedió. La mujer luego estudió neurociencia ella misma. Sólo recientemente ella un artículo sobre su carrera para el «New York Times» escrito.
Entonces, el cerebro humano puede compensar potencialmente la pérdida de un lóbulo temporal completo. Es muy posible que los neandertales, con sus pocas neuronas en el lóbulo frontal, se llevaran bastante bien.
Más neuronas mejoran la memoria – en ratones
Incluso si los neandertales tenían pocas neuronas en sus lóbulos frontales, todo su cerebro era del tamaño de nuestro cerebro y, por lo tanto, mucho más grande que el de los chimpancés, gorilas y otros grandes simios.
Los investigadores sospecharon que la causa de esto era el llamado «gen específico humano ARHGAP11B» podría ser. Tanto los neandertales como los humanos modernos portan este gen en su genoma.
De hecho, utilizando experimentos en placas de Petri y en ratones, los investigadores demostraron que el gen es la causa del cerebro grande. Pero cuando estudiaron este gen, dieron un paso más y estudiaron el comportamiento de los ratones. Los ratones no solo desarrollaron más células progenitoras neurales y más neuronas en el cerebro, sino que también tenían mejores recuerdos. Los ratones a los que se les había implantado el gen específico de los humanos se volvieron un poco más inteligentes que sus congéneres.
No existirán ratones con un gran cerebro frontal
Si observas todo el cerebro, la cantidad de neuronas es característica de los humanos modernos, dice la bióloga Anneline Pinson, quien participó en los experimentos. Además, es precisamente en el lóbulo frontal en el que se controlan muchos procesos del pensamiento humano. Ambos sugieren que los dos genes y las células cerebrales resultantes son importantes para el pensamiento humano.
Pero los investigadores están de acuerdo: los dos genes por sí solos no constituyen el cerebro humano y, por lo tanto, el pensamiento humano. Cómo se relaciona exactamente el crecimiento de las células en el lóbulo frontal con la función del cerebro, es decir, el comportamiento, es lo que los investigadores ahora quieren probar en animales. Sin embargo, los ratones no son adecuados para esto. En general, desarrollan muy pocas neuronas en estos experimentos.
Es por eso que los investigadores quieren trabajar con hurones. Será interesante ver si estos animales se volverán repentinamente más inteligentes si reciben la variante del gen TKTL1 de los neandertales o de los humanos modernos.