Source: The Conversation – (in Spanish) – By Francisco José Esteban Ruiz, Profesor titular de Biología Celular, Universidad de Jaén
Si nos preguntan cuántos cerebros tenemos, la respuesta parece sencilla: uno. Sin embargo, una investigación reciente publicada en Nature Neuroscience demuestra que, desde etapas muy tempranas del desarrollo embrionario, distintas regiones del encéfalo siguen rutas de desarrollo diferentes.
La publicación ha tenido una gran repercusión mediática, quizás porque algunas fuentes de referencia, como Stanford Medicine, han presentado la noticia con un titular provocador: “El cerebro humano son dos órganos separados”. Pero ¿realmente es eso lo que demuestra el estudio? Vayamos por partes.
De las capas embrionarias a los órganos
Al comienzo del desarrollo embrionario, durante la etapa denominada gastrulación, las células se organizan en tres capas llamadas ectodermo, mesodermo y endodermo. De ellas surgirán los distintos tejidos del cuerpo.
Solo por citar algunos, el ectodermo contribuye a formar el tejido nervioso y la epidermis, el mesodermo da lugar al muscular y al óseo, y el endodermo genera el revestimiento (epitelio) de buena parte del aparato digestivo y del respiratorio.
Sin embargo, si hablamos de órganos completos, no se suelen construir con una sola de las tres capas embrionarias. En el intestino, por ejemplo, el revestimiento interno procede del endodermo, mientras que parte de sus músculos y vasos sanguíneos provienen del mesodermo. Podemos, pues, decir que un órgano es una parte del cuerpo formada por diferentes tejidos que se organizan para cumplir determinadas funciones.
El cerebro y el encéfalo
Cuando hablamos del cerebro, generalmente nos referirnos al conjunto de estructuras nerviosas situadas dentro del cráneo. En anatomía, el nombre preciso para ese conjunto es encéfalo. El cerebro es una de sus partes, junto con el cerebelo y el tronco encefálico.
Durante el desarrollo embrionario, el encéfalo se organiza en tres grandes regiones: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo. Estos nombres describen regiones en formación, mientras que cerebro, cerebelo y tronco encefálico designan partes del encéfalo que podemos distinguir en etapas posteriores del desarrollo.
Por indicar su relación, hay que decir que a partir del prosencéfalo se desarrollan los hemisferios cerebrales, entre otras estructuras; del rombencéfalo, el cerebelo, la protuberancia y el bulbo raquídeo. Y estas dos últimas, junto con el mesencéfalo, forman el tronco encefálico.
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Esto nos puede ayudar a entender la pregunta que se plantea en el nuevo estudio, ya que los investigadores no examinan si tenemos dos cerebros en el sentido anatómico de la palabra. Más bien, tratan de comprobar si diferentes regiones del encéfalo proceden de una misma población de células o de poblaciones diferentes.
Y la cuestión tiene interés clínico, porque a partir de las tres regiones embrionarias se desarrollan estructuras con funciones distintas. Así, del prosencéfalo proceden, entre otras, las áreas relacionadas con el pensamiento y el movimiento voluntario; del mesencéfalo, las estructuras que participan en el control del movimiento y en las respuestas visuales y auditivas; y del rombencéfalo, las regiones implicadas en funciones esenciales como la respiración y la deglución.
Dos rutas desde etapas tempranas
Lo que revela el nuevo estudio es que, al final de la gastrulación, en el ratón se distinguen dos poblaciones de células neurales con destinos diferentes. Las células de la región anterior del ectodermo (la capa de células embrionarias que da lugar al sistema nervioso) contribuyeron al desarrollo del prosencéfalo y del mesencéfalo, mientras que las de la región posterior del ectodermo generaron, principalmente, la parte posterior del rombencéfalo.
Después, el equipo reprodujo en el laboratorio diferentes aspectos moleculares de ambas rutas a partir de células madre humanas. Y, siguiendo la ruta posterior, generaron neuronas motoras con características propias del rombencéfalo.
Entonces, ¿son dos órganos?
El estudio no establece que tengamos dos encéfalos ni obliga a dividir el encéfalo en dos órganos. Lo que muestra es que las regiones integradas en él pueden proceder de precursores diferentes. Pero los autores proponen entenderlo como un órgano compuesto, lo cual es una interpretación interesante pero no una nueva clasificación anatómica.
Además, hay que tener en cuenta que el seguimiento directo de los linajes se realizó en ratones, mientras que las pruebas con células humanas se hicieron en cultivo, donde el desarrollo no reproduce toda la complejidad de un embrión.
Por otro lado, los investigadores encontraron estas dos poblaciones embrionarias en macacos, pollos y peces cebra, e incluso una distinción molecular comparable en el gusano bellota (Saccoglossus kowalevskii), un hemicordado marino cuyo linaje comparte con el nuestro un antepasado de más de quinientos millones de años.
Estas relaciones filogenéticas sugieren que la separación entre ambas rutas de desarrollo es muy antigua. Pero en absoluto demuestra que existieran dos órganos que evolucionasen por separado y que acabaran uniéndose.
La utilidad clínica
La parte más aplicada del trabajo es la posibilidad de producir en cultivo neuronas motoras humanas con la identidad regional concreta del rombencéfalo, las cuales participan en el control de los músculos de la cara y de la garganta. Cuando falla la deglución, los alimentos pueden entrar en las vías respiratorias y dar lugar a complicaciones graves.
Si disponemos de estas células diferenciadas en cultivo se podrían estudiar aspectos básicos sobre lo qué ocurre, a nivel molecular, en enfermedades degenerativas tan graves como la atrofia muscular espinal y la esclerosis lateral amiotrófica, y evaluar estrategias futuras de investigación.
Sea como fuere, seguimos teniendo un encéfalo anatómica y funcionalmente integrado. Lo nuevo e importante es que ahora sabemos que algunas de sus regiones comienzan a construirse por rutas diferentes. Y esa distinción puede resultar mucho más útil para investigar enfermedades que para pararnos a contar cuántos órganos tenemos.
Francisco José Esteban Ruiz recibe fondos para investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación, la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) bajo el proyecto PID-156228NB-I00, y de la Consejería de Salud y Consumo, Junta de Andalucía (PIP-0113-2024).
– ref. ¿Tenemos dos cerebros? – https://theconversation.com/tenemos-dos-cerebros-292964