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Ene 11

La función de las "neuronas migratorias" fue clave para la evolución temprana de los mamíferos y el desarrollo del cerebro humano

Una investigación en colaboración entre científicos de la Universidad de Oxford y el centro ACHUCARRO e IKERBASQUE concluye que la llegada de neuronas migratorias fue un factor primordial en el origen de la neocorteza.

  • La neocorteza es la región del cerebro única de mamíferos que nos diferencia del resto de especies, rige nuestras conductas y nos permite sentir, razonar y en última instancia, ser humanos.
  • El manejo de información cerebral se compara a menudo con el de un ordenador. Sin embargo, existe un rasgo que los diferencia sustancialmente, y es que el cerebro se genera a sí mismo y sus piezas se ensamblan autonómicamente durante el desarrollo embrionario. Entender como el cerebro se genera y conecta, como enlaza sus grupos neuronales durante el desarrollo embrionario y como esos circuitos y neuronas se han ido ensamblando durante la evolución biológica resulta fundamental y necesario para comprender como funciona el cerebro.

La neocorteza (neocórtex) es la región del cerebro única de mamíferos que nos diferencia del resto de especies, rige nuestras conductas y nos permite sentir, razonar y en última instancia, ser humanos. El estudio de cómo esta región tan especial del cerebro se forma en el feto, y cómo apareció durante la evolución biológica, ha desvelado importantes avances en cuanto a la función cerebral. Pero aún hoy es un misterio como el órgano más complejo de la naturaleza apareció durante la evolución hace entre 300 y 170 millones de años.

Ausencia de neuronas migratorias en el cerebro embrionario de aves.
Las neuronas que nacen en el cortical hem, teñidas con la proteína fluorescente verde GFP, no migran hacia el palio dorsal (DP, marcado con un asterisco), la region homóloga a la neocorteza de mamíferos. Estas neuronas residen localmente y no migran tangencialmente. © Fernando García-Moreno

Una investigación en colaboración entre científicos de la Universidad de Oxford y el centro ACHUCARRO e IKERBASQUE ha producido nuevos datos para avanzar en el conocimiento de esta incógnita. Gracias a estos nuevos experimentos, ahora sabemos que la llegada de neuronas migratorias fue un factor primordial en el origen de la neocorteza.

Hace décadas que se conoce que durante el desarrollo embrionario, la mayoría de las neuronas de la neocorteza nacen en regiones bien localizadas del embrión y tras moverse ligeramente del lugar donde nacen, se organizan en capas y se conectan unas con otras mediante circuitos estereotipados. Sin embargo, hace poco se han descrito otros grupos neuronales que nacen en lugares distantes del cerebro embrionario y migran largas distancias para llegar a la neocorteza. Estas neuronas son cruciales para la formación de la neocorteza. Así, fomentan la generación de las capas corticales, permiten la conexión precisa entre regiones cerebrales o promueven la producción del número adecuado de neuronas. Pero además, estas neuronas migratorias se caracterizan porque son en gran medida transitorias: terminado su rol dirigiendo la formación de la neocorteza, se mueren.

Dada su relevancia en el desarrollo del cerebro y su carácter transitorio, estas células migratorias podrían haber resultado decisivas en el origen evolutivo de la neocorteza, y su aparición pudo ser el cambio cualitativo que posibilitó la aparición de esta área cerebral avanzada en la especie humana.

Hasta ahora se desconocía si estas neuronas migratorias existen tan sólo en mamíferos, los únicos animales con neocorteza, o si por el contrario migran y se comportan de igual modo en otras especies. Recientemente, un grupo internacional de científicos liderado por el investigador IKERBASQUE en el centro ACHUCARRO, el Dr. Fernando García Moreno y el profesor de la Universidad de Oxford Prof. Zoltán Molnár, han descubierto que la migración de estas neuronas fundamentales es única en cerebros embrionarios de mamíferos. El estudio, que se publica en la revista Cell Reports, investiga el desarrollo embrionario del cerebro de pollo. Los investigadores trazaron los movimientos celulares de numerosas regiones cerebrales. Y sorprendentemente, en ningún caso las neuronas migratorias del pollo se dirigían siguiendo los patrones de las neuronas de los mamíferos. Como resultado, la región del cerebro de pollo equivalente a la neocorteza no recibe poblaciones migratorias y su diversidad neuronal se ve muy reducida si se compara con la de la neocorteza de mamíferos.

Fernando García Moreno y Juan M. Encinas
Fernando García Moreno y Juan Manuel Encinas son parte del equipo investigador de este trabajo.

Estas células además juegan un papel fundamental en la diferenciación de los rasgos más tempranos de la neocorteza. La ausencia de estos movimientos celulares en otras especies sugiere que la novedosa llegada a la neocorteza de otros tipos celulares durante la evolución temprana de los mamíferos pudo cambiar el programa de desarrollo cerebral, facilitando la aparición de nuevos circuitos y la organización celular en capas, y quizá, abriendo la puerta evolutiva a la aparición de la región del cerebro que más caracteriza a los primates y humanos.

Referencia bibliográfica:
García-Moreno, Fernando et al.
"Absence of Tangentially Migrating Glutamatergic Neurons in the Developing Avian Brain"
Cell Reports , Volume 22 , Issue 1 , 96 - 109
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2017.12.032