Un estudio muestra que las diferencias entre los cerebros de los primates (humanos, simios y monos) son pequeñas pero significativas

Si bien las diferencias físicas entre humanos y primates no humanos son bastante distintas, un nuevo estudio revela que sus cerebros pueden ser notablemente similares. Y, sin embargo, los cambios más pequeños pueden marcar grandes diferencias en los trastornos psiquiátricos y del desarrollo.

Comprender las diferencias moleculares que hacen que la cerebro humano distinto puede ayudar a los investigadores a estudiar las interrupciones en su desarrollo. Un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Ciencias por un equipo que incluye al profesor de neurociencia de la Universidad de Wisconsin-Madison, Andre Sousa, investiga las diferencias y similitudes de las células en la corteza prefrontal, la región más frontal del cerebro, un área que juega un papel central en las funciones cognitivas superiores.- entre humanos y primates no humanos como chimpancés, monos rhesus y titíes.

Las diferencias celulares entre estas especies pueden iluminar los pasos en su evolución y cómo estas diferencias pueden estar implicadas en trastornos como el autismo y la discapacidad intelectual que se observan en los humanos. Sousa, que estudia la biología del desarrollo del cerebro en el Centro Waisman de la UW-Madison, decidió comenzar estudiando y categorizando las células de la corteza prefrontal en colaboración con el laboratorio de la Universidad de Yale, donde trabajó como investigador postdoctoral.

“Nos estamos perfilando corteza prefrontal dorsolateral porque es particularmente interesante. Esta área cortical solo existe en primates. No existe en otras especies”, dice Sousa. “Se ha asociado con varias funciones relevantes en términos de alta cognición, como la memoria de trabajo. También ha sido implicado en varios trastornos neuropsiquiátricos. Así que decidimos hacer este estudio para comprender qué es lo que hace único a los humanos en esta región del cerebro».

Sousa y su laboratorio recolectaron Información genética de más de 600.000 células en la corteza prefrontal de muestras de fábrica de humanos, chimpancés, monos y titíes. Analizaron estos datos para categorizar las células en tipos y determinar las diferencias en células similares entre especies. Como era de esperar, la gran mayoría de las células eran bastante comparables.

«La mayoría de las células son realmente muy similares porque estas especies son relativamente cercanas evolutivamente», dice Sousa.

Sousa y sus colaboradores encontraron cinco tipos de células en la corteza prefrontal que no estaban presentes en las cuatro especies. También encontraron diferencias en la abundancia de ciertos tipos de células, así como diversidad entre poblaciones de células similares entre especies. Al comparar un chimpancé con un humano, las diferencias parecen enormes, desde su apariencia física hasta las capacidades de sus cerebros. Pero a nivel celular y genético, al menos a nivel prefrontal cortezalas similitudes son muchas y las diferencias son pocas.

«Nuestro laboratorio realmente quiere saber qué es lo que hace único al cerebro humano. Obviamente, a partir de este estudio y de nuestro trabajo anterior, la mayor parte es realmente igual, al menos entre los primates», dice Sousa.

Las pequeñas diferencias que encontraron los investigadores podrían ser el comienzo de la determinación de algunos de estos factores únicos, y esta información podría conducir a conocimientos sobre el desarrollo y el desarrollo. trastornos del desarrollo a nivel molecular.

“Queremos saber qué pasó después de la división evolutiva entre humanos y otros primates”, dice Sousa. «La idea es que tienes una mutación en un gen o en varios genes y esos genes ahora tienen funciones ligeramente diferentes. Pero si estos genes son relevantes para el desarrollo del cerebro, por ejemplo, cuántas células se producen o cómo se conectan las células llegan a otros células, ¿cómo está afectando esto a los circuitos neuronales y sus propiedades fisiológicas? Queremos entender cómo estas diferencias conducen a diferencias en el cerebro y luego conducen a diferencias que podemos ver en los adultos».

Las observaciones del estudio se realizaron en los cerebros de adultos, después de que se completó gran parte del desarrollo. Esto significa que pueden estar ocurriendo diferencias durante el desarrollo del cerebro. Así, el siguiente paso de los investigadores es estudiar muestras de cerebros en desarrollo y ampliar su área de investigación más allá del la corteza prefrontal descubrir potencialmente dónde y cuándo se originan estas diferencias. La esperanza es que esta información conduzca a una base más sólida para apoyar la investigación de los trastornos del desarrollo.

«Somos capaces de hacer cosas extraordinarias, ¿verdad? Estamos estudiando la vida misma, el universo y más. Y eso es realmente único cuando miras a tu alrededor», dice Sousa, cuyo equipo incluía a los estudiantes graduados Ryan Risgaards y Zachary. Sanchez, la pasante de investigación Danielle Schmidt y los estudiantes graduados Ashwin Debnath y Cade Hottman. “Si tenemos estas habilidades únicas, tiene que ser algo en el cerebro, ¿verdad? cerebro eso nos permite hacer todo eso y estamos realmente interesados ​​en saber qué es».