Una de les preguntes sense resposta en el camp de la biologia evolutiva és com van aparèixer les habilitats cognitives pròpies i úniques de l'ésser humà. L'estudi de models propers evolutivament parlant, com els macacos, ens permet acostar-nos a la complexitat del nostre propi sistema nerviós i al seu extens procés de desenvolupament i trobar algunes característiques del nostre neuro-desenvolupament que ens distingeixen dels nostres parents vius més propers.

Dins de les moltes diferències en el desenvolupament del cervell, l'anàlisi de les diferències en l'expressió gènica d'ambdues espècies ja ha permès estudiar regions cerebrals diferencials entre humans i altres primats. Ara, per primera vegada, un equip d'investigadors ha identificat dos períodes del desenvolupament neurològic que ens diferencien, i que podrien donar lloc a l'aparició de les capacitats cognitives específicament humanes. L'estudi, publicat avui a Science, revela que les nostres capacitats cognitives úniques es desenvolupen en el període embrionari i en la infància.

Liderat pel Nenad Sestan, catedràtic de la universitat de Yale i investigador de l’Institut Kavli de Neurociències, i coordinat pel Ying Zhu i l’Andre Sousa, el treball ha comptat amb la participació de quatre investigadors de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) y el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC).  

“El fetus humà desenvolupa el seu cervell durant un major període de temps que els macacos, superant-ho en diverses setmanes. A més, el sistema neuronal dels infants humans madura més lentament i durant un major període de temps que el dels macacos”, comenta el Tomàs Marquès-Bonet, professor de recerca ICREA a la UPF i director de l’IBE, un dels autors de l'estudi juntament amb el David Juan, el Luis Ferrandez i la Paula Esteller. “Aquesta maduració més pausada podria aportar una major plasticitat neuronal als humans durant la seva infància, permetent una major habilitat per a l'aprenentatge, la memòria i la percepció sensorial, tots ells trets d'una capacitat cognitiva del més alt nivell”.

Per a identificar l'origen de la divergència entre espècies, els investigadors van analitzar a nivell de neurones individuals gairebé 800 mostres de teixit de setze regions del cervell en cervells prenatals i postnatals procedents de 26 cervells de macaco, 36 d'humà i 5 de ximpanzé.

La recerca també va revelar que diversos gens relacionats amb el risc a patir desordres neuropsiquiàtrics exhibeixen diferències en la seva expressió en humans i macacos. En particular, els gens relacionats amb l'aparició de l'autisme, el trastorn de dèficit d'atenció (TDA), l'esquizofrènia, el trastorn bipolar, la depressió, l'Alzheimer i el Parkinson semblen diferenciar-nos dels nostres parents més propers, per la seva diferent forma d'expressar-se. “Aquests gens apunten a períodes de desenvolupament concrets, llançant llum sobre com i quan poden aparèixer aquests desordres en humans”, afegeix Tomàs Marquès-Bonet.

La recerca ha estat finançada pel National Institute of Health d'estats Units i per l'Obra Social “La Caixa”.

ARTICLE DE REFERÈNCIA: Ying Zhu, André M. M. Sousa, Tianliuyun Gao, Mario Skarica, Mingfeng Li, Gabriel Santpere, Paula Esteller-Cucala, David Juan, Luis Ferrández-Peral, Forrest O. Gulden, Mo Yang, Daniel J. Miller, Tomas Marques-Bonet, Yuka Imamura Kawasawa, Hongyu Zhao, Nenad Sestan. Spatiotemporal transcriptomic divergence across human and macaque brain development; Science 362, Issue 6420, eaat8077 (2018). DOI: 10.1126/science.aat8077