El tamaño más grande del cerebelo puede haber ayudado a los primeros humanos a prosperar

Los neandertales tenían menos volumen cerebral en sus cerebelos que los primeros Homo sapiens.

Cerebro reconstruido de Neanderthal. (a) Promedio de la población. (b) sujeto humano moderno representativo. (c) Los cerebros reconstruidos con las etiquetas neuroanatómicas.

Fuente: Takanori Kochiyama et al. (2018) / Informes científicos

En los últimos meses, ha habido una oleada de evidencia que muestra que más volumen en los hemisferios izquierdo y derecho del cerebelo (latín para “pequeño cerebro”) puede estar relacionado con el éxito evolutivo del Homo sapiens en comparación con los neandertales, que habitaban el hielo. Edad Europa hace unos 250,000 a 40,000 años.

• Un consejo importante para mantenerse fresco: padres como su hijo está enfermo
• Trastorno por déficit de atención e hiperactividad: una revisión concisa
• 6 formas en que el uso nocturno del teléfono destruye tu sueño
• La verdad desnuda sobre la longevidad
• Las áreas que regulan los genes contribuyen a la causa del autismo

Diferencias en la forma del cerebro entre un ser humano actual (izquierda, en azul) y un Neandertal de La Chapelle-aux-Saints (derecha, en rojo).

Fuente: Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva / Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz (CC BY-NC)

• ¿Quieres comer tu pastel y sentirse bien por eso también?
• ¿Puede la anosognosia ayudar a explicar algunos actos públicos de violencia?
• ¿Qué pueden enseñarnos los niños sobre el liderazgo creativo?
• ¿Por qué los jóvenes de hoy parecen tan diferentes?
• Salud mental en la esfera pública

En enero de 2018, investigadores del Departamento de Evolución Humana del Instituto Max Planck en Leipzig informaron que el abombamiento de los hemisferios cerebelosos desempeñaba un papel importante al darle a los cerebros humanos actuales una forma más globular en comparación con los neandertales, que tenían una forma endocraneal alargada. Este artículo, “La Evolución de la Forma del Cerebro Humano Moderno”, fue publicado en Scientific Advances.

Ahora, un nuevo artículo, “Reconstruyendo el Cerebro de Neandertal utilizando Anatomía Computacional”, publicado el 26 de abril en la revista Scientific Reports, también muestra que los primeros Homo sapiens tenían hemisferios cerebelosos más grandes que los Neandertales. El equipo multidisciplinario de investigadores especula que la extinción de los Neandertales y la expansión de Homo sapiens pueden estar relacionados con el tamaño del cerebelo.

Para el último estudio sobre el volumen de cerebelo, un equipo internacional liderado por investigadores en Japón utilizó la neuroanatomía computacional de última generación para reconstruir mapas tridimensionales de todo el cerebro de tres cohortes: (1) Neandertales, (2) Homo temprano sapiens , y (3) sujetos humanos modernos. (Estas imágenes se encuentran en la parte superior de la página). Los autores resumen la conclusión principal de sus hallazgos:

En conclusión, encontramos que los neandertales tenían hemisferios cerebelosos significativamente más pequeños que Homo sapiens , particularmente en el lado derecho. Los hemisferios cerebelosos más grandes estaban relacionados con funciones cognitivas y sociales superiores, incluidas las funciones ejecutivas, el procesamiento del lenguaje y la capacidad de memoria episódica y funcional.

Tal diferencia neuroanatómica en el cerebelo puede haber causado importantes diferencias en las capacidades cognitivas y sociales entre las dos especies y podría haber contribuido a la sustitución de los neandertales por los primeros Homo sapiens .

Hemisferio cerebeloso izquierdo y derecho en rojo. “Cerebellar” es la palabra hermana que significa “cerebral” y significa “ubicado en o relacionado con el cerebelo”.

Fuente: Base de datos de Ciencias de la vida / Wikimedia Commons

Curiosamente, cuando los investigadores se propusieron reconstruir estos cerebros antiguos utilizando la anatomía computacional, esperaban encontrar que los primeros Homo sapiens tenían lóbulos frontales más grandes en el cerebro (latín que significa “cerebro”), porque esta región cerebral se considera la sede de la ordenar funciones cognitivas. Sin embargo, para su sorpresa, Kochiyama et al. descubrió que el volumen del cerebro en los lóbulos frontales de los neandertales y los primeros Homo sapiens era básicamente el mismo. Por otro lado, los hemisferios cerebelosos, que están meticulosamente debajo del cerebro izquierdo derecho del cerebro, se destacaron por ser mucho más pequeños en los neandertales.

Hasta hace poco, la mayoría de los expertos creían que el cerebelo no estaba involucrado en funciones cognitivas de alto nivel. La creencia general era que el único trabajo del cerebelo “no pensante” era coordinar los movimientos musculares y mantener el equilibrio. Dicho esto, fue ampliamente aceptado que el hemisferio cerebeloso derecho trabajó en conjunto con la corteza motora en el hemisferio cerebral izquierdo para afinar la coordinación en el lado derecho del cuerpo de forma lateralizada. Por el contrario, el hemisferio cerebeloso izquierdo se coordina con el hemisferio derecho para afinar los movimientos en el lado izquierdo del cuerpo.

Este concepto de “solo coordinación motriz” del cerebelo comenzó a cambiar a fines del siglo XX, cuando Jeremy Schmahmann de la Harvard Medical School publicó su histórica hipótesis “Dysmetria of Thought” (1998). En base a su amplia observación clínica y de cabecera de pacientes con ataxia en el Hospital General de Massachusetts, Schmahmann se dio cuenta de que regiones específicas en cada hemisferio del cerebelo parecían funcionar en conjunto con regiones específicas en cada hemisferio cerebral para coordinar nuestros movimientos y pensamientos. Este fue un concepto radical y revolucionario.

Kochiyama et al. describir la comprensión actual del siglo 21 de la lateralización cerebro-cerebelosa en su reciente artículo de 2018:

Las funciones de los hemisferios cerebelosos difieren según la ubicación, ya que diferentes partes del cerebelo están conectadas anatómica y funcionalmente a diferentes regiones del cerebro. En particular, las partes laterales del hemisferio cerebeloso están conectadas anatómicamente con el lado opuesto de las cortezas de asociación en el cerebro. Nuestro hallazgo de lateralidad en términos del hemisferio cerebeloso derecho relativamente pequeño de Neanderthal indica una conexión mínima a las regiones prefrontales izquierdas, que tiene una de las funciones principales en el procesamiento del lenguaje, lo que puede causar una disparidad en la capacidad del lenguaje entre el Neandertal y el Homo sapiens .

Estos son tiempos emocionantes para la investigación del cerebelo. Si desea obtener más información acerca de cómo funcionan nuestros hemisferios cerebelosos junto con los hemisferios cerebrales izquierdo y derecho para coordinar nuestros pensamientos y movimientos, lea la presentación de marzo de 2018 de Jeremy Schmahmann: “Ataxia, dismetria del pensamiento, y el síndrome afectivo cognitivo cerebeloso “.

Referencias

Takanori Kochiyama, Naomichi Ogihara, Hiroki C. Tanabe, Osamu Kondo, Hideki Amano, Kunihiro Hasegawa, Hiromasa Suzuki, Marcia S. Ponce de León, Christoph PE Zollikofer, Markus Bastir, Chris Stringer, Norihiro Sadato y Takeru Akazawa. “Reconstruyendo el Cerebro de Neandertal usando Anatomía Computacional.” Informes Científicos (Publicado primero en línea: 26 de abril de 2018) DOI: 10.1038 / s41598-018-24331-0

Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz. “La evolución de la forma del cerebro humano moderno”. Avances científicos (Primera publicación: 24 de enero de 2018) DOI: 10.1126 / sciadv.aao5961

Schmahmann, Jeremy D. “Trastornos del Cerebelo: Ataxia, Dismetria del Pensamiento y el Síndrome Cerebeloso Cognitivo Afectivo”. The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences (2004) DOI: 10.1176 / jnp.16.3.367

Jeremy D. Schmahmann y Janet C. Sherman. “El síndrome afectivo cognitivo cerebeloso”. Brain: A Journal of Neurology (1998) DOI: 10.1093 / brain / 121.4.561

Schmahmann, Jeremy D. “Dysmetria del pensamiento: Consecuencias clínicas de la disfunción cerebelosa en la cognición y el afecto”. Tendencias en las ciencias cognitivas (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2