Un científico español reescribe la historia del cerebro: los de aves y reptiles evolucionaron de forma independiente al de los mamíferos

El primer estudio, desarrollado por Eneritz Rueda-Alaña y Fernando García Moreno en Aachucarro y apoyados por un equipo multidisciplinar de colaboradores de los centros vascos CICbioGUNE y BCAM, el madrileño CNIC, la Universidad de Murcia, Krembil (Canadá) y la Universidad de Estocolmo, muestra que aunque aves y mamíferos han desarrollado circuitos con funciones similares, la forma en que estos circuitos se generan durante el desarrollo embrionario es radicalmente diferente.

«Sus neuronas nacen en lugares y momentos del desarrollo diferentes para cada especie -explica García Moreno, director del laboratorio de desarrollo y evolución cerebral- indicando que no son neuronas comparables derivadas de un ancestro común». Mediante análisis de transcriptómica espacial y modelado matemático, los investigadores encontraron que las neuronas responsables del procesamiento sensorial en aves y mamíferos se conforman empleando grupos de genes diferentes. «Las herramientas genéticas que utilizan para cimentar su identidad celular varía de unas especies a otras, cada una muestra tipos celulares nuevos y únicos». Todo ello indica que estas estructuras y circuitos no son homólogos, sino el resultado de evolución convergente. Es decir: «Han llegado a generar estos circuitos neuronales esenciales mediante caminos evolutivos diferentes».

El segundo estudio profundiza más en estas diferencias. Llevado a cabo en la Universidad de Heidelberg (Alemania) y co-dirigido por Bastienne Zaremba, Henrik Kaessmann y Fernando García Moreno, proporciona un atlas detallado de los tipos celulares en el cerebro de las aves y lo compara con el de mamíferos y reptiles. «Hemos podido describir los cientos de genes que emplea cada tipo de neurona en estos cerebros, célula a célula, para compararlos con herramientas de bioinformática».

Los resultados muestran que las aves han conservado la mayoría de las neuronas inhibitorias presentes en otros vertebrados, desde hace cientos de millones de años. Sin embargo, sus neuronas excitatorias encargadas de la transmisión de la información en el palio, han evolucionado de manera única. Tan sólo se identificaron algunos tipos celulares en el cerebro aviar con perfiles genéticos similares a otras presentes en mamíferos, como el claustro y el hipocampo, lo que sugiere que algunas neuronas son muy antiguas y compartidas. «Sin embargo, la mayoría de las neuronas excitatorias han evolucionado de modos nuevos y diferentes en cada especie», detalla García-Moreno.

«Nuestros estudios demuestran que la evolución ha encontrado múltiples soluciones para construir cerebros complejos», explica García-Moreno. «Las aves han desarrollado circuitos neuronales sofisticados a través de mecanismos propios, sin seguir el mismo camino que los mamíferos. Esto cambia la forma en que entendemos la evolución del cerebro».

Estos hallazgos subrayan la flexibilidad evolutiva del desarrollo cerebral, mostrando que funciones cognitivas avanzadas pueden emerger a través de vías celulares y genéticas muy diferentes.

El descubrimiento de que aves y mamíferos han desarrollado circuitos neuronales de forma independiente tiene importantes implicaciones para la neurociencia comparada. Comprender los diferentes programas genéticos que dan lugar a tipos neuronales específicos podría abrir nuevas vías para la investigación en neurodesarrollo. García Moreno apuesta por este tipo de investigación básica, «sólo entendiendo cómo se forma el cerebro, tanto en su desarrollo embrionario como en su historia evolutiva, podremos alcanzar a comprender cómo funciona».