Un cerebro humano completo tiene un volumen cercano a los 1.500 centímetros cúbicos. El primate que más se acerca en tamaño cerebral difícilmente llega a los 600. Los chimpancés gozan de un espacio dentro del cráneo cuyo tamaño se aproxima a los400 centímetros cúbicos. Durante décadas la ciencia se ha preguntado de dónde nace esta espectacular diferencia de tamaño en nuestro órgano pensante, qué pasó en la evolución para que divergiéramos tanto de nuestros primos más cercanos y cuánto intervino ese salto morfológico en el desarrollo de nuestra inteligencia. Ahora, un equipo de investigadores de Cambridge podrían tener algunas de las claves sobre el asunto. En el Laboratorio de Biología Molecular MRC de la institución británica, han identificado por primera vez en la historia algunos mecanismos bilógicos que producen que un cerebro humano contenga, al menos, el triple de las neuronas de las que tiene un chimpancé o un gorila. De hecho, han podido generar organoides (órganos artificiales usados para la investigación) similares a un cerebro de primates que pueden triplicar su tamaño simplemente modificando algunas claves moleculares.

Tres tipos de masas cerebrales

El estudio, publicado por la revista Cell, compara tres organoides diferentes. Un organoide es un tejido tridimensional producido mediante células madre que puede imitar el desarrollo de un órgano. En este caso, de un cerebro. Se eligieron modelos que imitan el cerebro de humanos, gorilas y chimpancés y, como era de esperar, los primeros crecieron mucho más velozmente. De ese modo, se pudo contemplar por primera vez el desarrollo de tres tipos de masa cerebral de primates superiores en tiempo real, algo así como haber sido testigos del trabajo que le costó millones de años hacer a la evolución. El trabajo ha permitido entender cómo durante los primeros estadios de la evolución de sendos cerebros, las neuronas realizan su trabajo a partir de células madre conocidas como progenitoras neuronales. En un principio, estas neuronas tienen una forma cilíndrica que les permite fácilmente dividirse en clones idénticos. Cuantas más veces se dividen estas células, más neuronas se aportan al resultado final.

A medida que envejecen, las progenitoras se alargan y adquieren la forma de cono de helado muy apretado. Sabemos que este cambio de estructura condiciona la cantidad de neuronas que tendrá el cerebro del animal en cuestión. En ratones, esta transición ocurre en apenas unas horas. Ahora se ha descubierto que en el caso de los simios, la evolución de una forma a otra tarda unos cinco días. En los humanos, el cambio es aún más lento si cabe y puede requerir de unos siete días. Eso quiere decir que las células progenitoras neuronales humanas mantienen durante más tiempo su forma fértil. Esos días de diferencia permiten a la célula seguir multiplicándose e impactan definitivamente y de forma significativa en el tamaño del cerebro. Según los autores del estudio, por primera vez se ha demostrado que un cambio minúsculo en la evolución de un tipo de célula ha tenido un efecto realmente dramático en la evolución: la diferencia entre un humano y un chimpancé en términos cerebrales puede residir en un lapso de tan solo dos días en la evolución embrionaria.

Un gen que “se apaga”

Pero, ¿por qué se produce esta distinción? Los científicos han comparado la expresión genética en los organoides para buscar con exactitud qué genes están involucrados en este proceso de desarrollo. Han identificado un gen, llamado ZEB2 que se “apaga” antes en los gorilas que en los humanos. Lo más sorprendente del estudio es saber qué pasó cuando los científicos manipularon este gen. En laboratorio se ha podido diseñar una versión del gen que tarda más tiempo en dejar de expresarse, en “apagarse”, dicho de otra forma. Al aplicarlo al oganoide de un gorila, tal como estaba previsto, éste empezó a crecer más y comportarse de manera más similar al de un humano. Obviamente estos modelos artificiales no pueden imitar las funciones de un cerebro real pero su estudio ha permitido empezar a resolver uno de los grandes misterios de la biología, ¿por qué nuestro cerebro es tan exageradamente grande en comparación con las especies más cercanas a nosotros?