El cerebro son dos órganos separados, descubrieron los científicos

El cerebro son dos órganos separados que trabajan juntos, en lugar de una unidad unificada, según han descubierto científicos de la Universidad de Stanford.

Los investigadores ahora piensan que en algún momento de la historia evolutiva humana, las dos partes del cerebro pueden haber estado separadas en el espacio -de manera similar a cómo las medusas tienen dos sistemas nerviosos en diferentes partes de sus cuerpos- antes de moverse juntas.

Por lo tanto, el cerebro humano se compone de dos sistemas nerviosos antiguos que están “inteligentemente unidos” y han evolucionado de forma independiente durante millones de años, creen los expertos.

Una parte primitiva, conocida como rombencéfalo o tronco del encéfalo, realiza acciones importantes para mantenernos vivos, como mantener el corazón latiendo, provocar el sueño y controlar la respiración. Está situado en la parte posterior del cráneo.

Por el contrario, el mesencéfalo y el prosencéfalo gestionan el pensamiento de alto nivel, como el lenguaje, la lógica y el razonamiento abstracto.

Los expertos descubrieron que estas dos partes se desarrollaban de forma independiente, pero podían trabajar juntas sin problemas.

Rayyan Jokhai, el primer autor, dijo a The Telegraph: “Si bien la parte frontal y posterior del cerebro se construyen a partir de fuentes diferentes, es notable que estén íntimamente conectadas entre sí para formar un cerebro funcional.

“Un ejemplo perfecto de esto es el movimiento de los músculos de nuestro cuerpo. La parte frontal del cerebro inicia la decisión de realizar un movimiento, mientras que la parte posterior del cerebro coordina los detalles finos de este movimiento en el espacio y enumera la acción.

“Además, los movimientos de nuestra cara y cuello son iniciados por la parte frontal del cerebro, pero se transmiten directamente desde la parte posterior de las neuronas motoras. Esto es muy importante para nuestra capacidad de comer, tragar y hacer expresiones faciales”.

Los investigadores hicieron el descubrimiento mientras intentaban determinar por qué era imposible cultivar células cerebrales del rombencéfalo en el laboratorio, a pesar de que era bastante sencillo cultivar el mesencéfalo con forsencel.

La incapacidad de desarrollar células del rombencéfalo obstaculiza la investigación de enfermedades devastadoras que afectan el tronco del encéfalo, como la atrofia muscular espinal (AME) y la esclerosis lateral amiotrófica, en las que se alteran la alimentación, la deglución y el habla.

Los neurocientíficos asumieron que había una única célula progenitora en las primeras etapas del desarrollo que dio origen a todo el cerebro, pero mientras estudiaban los primeros momentos del desarrollo embrionario en embriones de ratón, descubrieron que el rombencéfalo seguía un camino de desarrollo completamente separado.

Los científicos pudieron observar el interior de los primeros momentos del desarrollo del cerebro observando embriones de ratón en una etapa conocida como gastrulación, cuando el cuerpo comienza a tomar una forma, en lugar de ser simplemente una bolsa de células.

Esto no se puede hacer en embriones humanos porque no se les permite experimentar una vez que comienza la gastrulación, ya que se considera inmoral. Pero los resultados son aplicables a las personas.

El equipo identificó dos células cerebrales distintas. Uno, que expresa un gen llamado Otx2, está destinado a convertirse en el prosencéfalo y el mesencéfalo.

El otro, que expresa un gen llamado Gbx2, se encarga de formar el rombencéfalo. Las dos poblaciones de células nunca se superpusieron.

Armados con este nuevo conocimiento, observaron el empaquetado del ADN en las células y descubrieron que estaban cargados de una manera completamente diferente. Esta diferencia temprana en el desarrollo bloquea a las células en destinos diferentes “como viajeros en vías paralelas que nunca se cruzan”, dijo Stanford.

El Dr. Kyle Loh, profesor asociado de biología del desarrollo en Stanford, añadió: “Hemos demostrado por primera vez que la parte frontal del cerebro se origina a partir de una célula progenitora completamente diferente a la de la parte posterior del cerebro.

“Tener el cerebro como un solo órgano probablemente sería más eficiente, pero confiamos en esta forma primordial de hacer que el cerebro sea dos piezas separadas.

“Nuestra investigación sugiere que la evolución tomó dos sistemas neuronales existentes y los unió espacialmente”.

El descubrimiento significa que los científicos ahora pueden cultivar neuronas en el tronco del encéfalo en una placa de Petri y estudiar su función. Los investigadores lograron convencer a las células madre pluripotentes humanas, que pueden crear cualquier célula del cuerpo humano, para que se convirtieran en neuronas motoras funcionales del rombencéfalo en el laboratorio.

Se suponía que el rombencéfalo, que controla las funciones vitales de la vida, evolucionaría primero, pero los investigadores han encontrado el mismo patrón cerebral en los gusanos bellota, pequeñas criaturas que viven en el fondo del mar y que comparten un ancestro lejano con los humanos.

Sugiere que incluso hace 500 millones de años existían estos sistemas nerviosos separados, que ahora funcionan casi como uno solo.

Nuevos enfoques para los modelos de enfermedades.

Ahora que los investigadores pueden hacer crecer neuronas en el rombencéfalo, es probable que se aceleren los tratamientos para la AME y la esclerosis lateral amiotrófica. Estas enfermedades matan neuronas en el rombencéfalo, pero los científicos no saben cómo.

“Nuestra capacidad para crear un gran número de neuronas motoras del cerebro humano en una placa de Petri a partir de células madre ofrece un nuevo enfoque para modelar estas enfermedades”, añadió Jokhai.

“Actualmente estamos estudiando, en alta resolución, cómo la AME mata las neuronas motoras en el rombencéfalo en la placa de Petri, y esperamos utilizar este sistema para descubrir y probar medicamentos para la AME.

“La esperanza sería algún día proporcionar terapia regenerativa a los pacientes que padecen las muchas enfermedades neurodegenerativas que existen”.

Los resultados se publican en Nature Neuroscience.

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