El cervell humà és més gran que el dels nostres parents vius més propers ―el ximpanzé, el bonobo i el goril·la―, però aquest fet no explica les funcionalitats que fan que el cervell humà sigui únic. Una anàlisi dels teixits de cervells d’humans, ximpanzés i macacos, publicada avui a Science, posa de manifest que el cervell humà no només és una versió més gran que el cervell primat ancestral, sinó que ha acumulat un gran nombre de diferències. És, per tant, l’òrgan primari que dona identitat a la nostra espècie.

L’estudi ha estat liderat per Nenad Sestan, catedràtic  de la Universitat de Yale i investigador de l’Institut Kavli de Neurociències, i hi han participat tres investigadors de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC).

«Que els nostres cervells siguin tres vegades més grans que els dels ximpanzés és un fet molt destacable assolit en poc més d’un milió d’anys», explica Tomàs Marquès-Bonet, professor d’investigació ICREA a la UPF i investigador de l’IBE, de què és director, i un dels autors del treball. «Els cervells humans tenen moltes més cèl·lules que els dels altres primats, i aquestes estan més interconnectades; per tant, tenen més capacitat de processament», afegeix.

En l’estudi, es van analitzar 247 mostres de teixit de setze regions del cervell implicades en el comportament i en el procés cognitiu d’alt nivell ―en concret, de l’hipocamp, l’amígdala, l’estriat, el nucli dorsomedial del tàlem, de l’escorça cerebel·losa, i onze àrees del neocòrtex. Les mostres procedien de sis humans, cinc ximpanzés i cinc macacos.

Arran de l’anàlisi, es van observar, entre les espècies de primats, similituds sorprenents quant a l’expressió gènica en les setze regions del cervell estudiades, i, fins i tot, en el còrtex prefrontal, que és la regió del cervell implicada en l’aprenentatge d’ordre superior que més diferencia els humans dels altres simis. En canvi, l’àrea del cervell en què es va detectar una expressió gènica més específica en els homes és l’estriat, una regió que habitualment s’associa al moviment i que podria estar vinculada amb el bipedisme.

Els coautors de l’estudi, André M. M. Sousa, i Ying Zhu, tots dos investigadors del laboratori de Sestan, es van centrar en el gen TH, que està implicat en la producció de la dopamina. La dopamina és un neurotransmissor amb un paper clau en la funció de l’ordre superior, i està absent en les persones afectades per la malaltia del Parkinson. Sousa i Zhu van observar que, mentre que el gen s’expressava molt en una població rara de neurones inhibidores del neocòrtex i de l’estriat humans, no apareixia en el neocòrtex. Segons Sousa, «l’expressió d’aquest gen al neocòrtex es va perdre, molt probablement, en un avantpassat comú, i va reaparèixer en el llinatge humà».

En la recerca, també es van trobar alts nivells d’expressió del gen MET en el còrtex prefrontal humà en comparació amb els altres primats estudiats. El MET està vinculat amb el trastorn de l’espectre autista,.

La investigació ha estat finançada per l’Institut Nacional de Salut Mental dels Estats Units i ha comptat amb el finançament de Howard Hughes International Career.

TREBALL DE REFERÈNCIA: Sousa, A.M.M.; Zhu, Y.; Raghanti, M.A.; Kitchen, R.R.; Onorati, M.; Tebbenkamp, A.T.N.; Stutz, B.; Meyer, K.A.; Li, M.; Imamura Kawasawa, Y.; Liu, F.; Garcia Pérez, R.; Mele, M.; Carvalho, T.; Skarica, M.; Gulden, F.O.; Pletikos, M.; Shibata, A.; Stephenson, A.R.; Edler, M.K.; Eli, J.F.; Eldsworth, J.D.; Horvath, T.L.; Hof, P.R.; Hyde, T.M.; Kleinman, J.E.; Weinberger, D.R.; Reimers, M.; Lifton, R.P.; Mane, S.M.; Noonan, J.P.; State, M.W.; Lein, E.S.; Knowles, J.A.; Marques-Bonet, T.; Sherwood, C.C.; Gerstein, M.B.; Sestan, N. Molecular and cellular reorganization of neural circuits in the human lineage. Science, novembre, 2017. DOI: 10.1126/science.aan3456

Foto: Tambako the Jaguar (Creative Commons license)