Descubren sorprendente diferencia entre el cerebro humano y el de otros mamíferos

En muchos aspectos es claro que la especie humana se destaca bastante con respecto a otros mamíferos. No obstante, explicar por qué somos más avanzados cognitivamente a nivel neurológico ha sido complicado. ¿Cuál es la diferencia entonces entre el cerebro humano y el de otros mamíferos? Posiblemente, la eficiencia energética, según un estudio publicado en Nature.

Número mucho menor de canales neuronales

Las neuronas del cerebro se comunican entre sí mediante pulsos eléctricos. Estos impulsos, generados por iones como el potasio y el sodio, entran en la célula a través de un canal iónico.

Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha descubierto que, en comparación con otros mamíferos, el cerebro humano tiene un número mucho menor de estos canales neuronales que actúan como un interruptor de "encendido y apagado" y que permiten el flujo de estos iones.

La nueva hipótesis sugiere que esto ha contribuido a que los cerebros humanos sean más eficientes, permitiéndole desviar recursos a otros procesos que consumen mucha energía y que son necesarios para realizar tareas cognitivas complejas. En otras palabras, el cerebro humano podría funcionar con la misma cantidad de energía que los cerebros de otros mamíferos, pero realizar procedimientos más complejos.

"Si el cerebro puede ahorrar energía reduciendo la densidad de los canales iónicos, puede gastar esa energía en otros procesos neuronales o de circuito", dice Mark Harnett, profesor asociado de ciencias cerebrales y cognitivas, miembro del Instituto McGovern de Investigación Cerebral del MIT, y autor principal del estudio.

"Las neuronas humanas son especiales"

Según el comunicado de prensa de MIT, Harnett y sus colegas analizaron las neuronas de 10 mamíferos diferentes, el estudio electrofisiológico más extenso de este tipo, e identificaron un "plan de construcción" que es válido para todas las especies que examinaron, excepto los humanos. Descubrieron que, a medida que aumenta el tamaño de las neuronas, también aumenta la densidad de los canales que se encuentran en ellas.

Sin embargo, las neuronas humanas resultaron ser una sorprendente excepción a esta regla. "Estudios comparativos anteriores establecieron que el cerebro humano está construido como el de otros mamíferos, por lo que nos sorprendió encontrar pruebas contundentes de que las neuronas humanas son especiales", afirmo, por su parte, Lou Beaulieu-Laroche, antiguo estudiante de posgrado del MIT, quien también hizo parte del estudio.

Compensación evolutiva

Los investigadores sospechan que es posible que con la reducción de la densidad de los canales iónicos se haya producido una compensación evolutiva, es decir, cuando un sistema biológico pierde o disminuye un rasgo para optimizar otro.

Por ejemplo, según reporta Science Alert, para bombear iones a través de las dendritas –terminales de las neuronas dedicadas principalmente a la recepción de estímulos y a la alimentación celular– se necesita energía. Así, al minimizar la densidad de los canales iónicos, el cerebro humano puede haber sido capaz de desplegar el ahorro de energía en otra parte: tal vez en conexiones sinápticas más complejas, o en potenciales de acción más rápidos.

"Si el cerebro puede ahorrar energía reduciendo la densidad de los canales iónicos, puede gastar esa energía en otros procesos neuronales o del circuito", explica Harnett, quien ahora espera estudiar a fondo a dónde puede ir esa energía extra y si hay mutaciones genéticas específicas que ayuden a las neuronas del córtex humano a lograr esta alta eficiencia.

Los investigadores también están interesados, según el comunicado, en explorar si las especies de primates que están más estrechamente relacionadas con los humanos muestran disminuciones similares en la densidad de los canales iónicos.