Encuentran un homólogo del neocórtex de mamífero en el cerebro de las aves

MADRID 2 Oct. (EUROPA PRESS) -

Una parte aparentemente única del cerebro humano y de los mamíferos es el neocórtex, una estructura de capas en la superficie externa del cerebro donde se produce la mayor parte del procesamiento de orden superior. Sin embargo, ahora, una nueva investigación de la Universidad de Chicago ha descubierto células similares a las del neocórtex del mamífero en los cerebros de las aves. El hallazgo ha sido publicado en 'PNAS'.

El trabajo confirma la hipótesis acerca de la identidad de una misteriosa estructura en el cerebro de las aves que ha provocado décadas de debate científico. La investigación también arroja nueva luz sobre la evolución del cerebro y aporta nuevos modelos animales para el estudio del neocórtex.

Según Clifton Ragsdale, profesor de Neurobiología en la Universidad de Chicago, y autor principal del estudio, "ahora podemos aprovechar estos sistemas experimentales para estudiar cómo se especifican y cómo se regeneran estas estructuras cerebrales".

Tanto el neocórtex de los mamíferos como una estructura en el cerebro de las aves llamada borde ventricular dorsal (DVR, por sus siglas en inglés) se originan a partir de una región embrionaria llamada telencéfalo. Sin embargo, las dos regiones maduran de forma muy diferente, el neocórtex consta de seis capas corticales diferenciadas, mientras que el DVR contiene grandes grupos de neuronas llamadas núcleos. Debido a esta anatomía divergente, muchos científicos proponen que el DVR de las aves no se corresponde con el córtex de los mamíferos, pero es análoga a otra estructura del cerebro de los mamíferos llamada amígdala.

"Todos los mamíferos tienen neocórtex, y es prácticamente idéntico en todos ellos", señala Jennifer Dugas-Ford, investigadora postdoctoral en la Universidad de Chicago y coautora del artículo, quien añade que "por otro lado, las aves y los reptiles no tienen nada que se parezca remotamente a esta corteza". Sin embargo, en la década de 1960, el neurocientífico Harvey Karten estudió las entradas y salidas neuronales del DVR, descubriendo que eran muy similares a los caminos que viajan hacia y desde la corteza cerebral en los mamíferos. En consecuencia, propuso que el DVR realiza una función similar a la de la corteza cerebral, a pesar de su anatomía radicalmente diferente.

Dugas-Ford, Ragsdale y la coautora Rowell Rowell decidieron poner a prueba la de hipótesis Karten mediante el uso de sistemas recién descubiertos de marcadores moleculares, que permiten identificar determinadas capas de la corteza de los mamíferos: la capa de neuronas de entrada número 4 y la capa de neuronas de salida número 5. Luego, los investigadores analizaron si estos genes se expresaban en los núcleos de DVR.

En dos especies diferentes de aves - el pollo y el pinzón cebra - el nivel 4 y 5 fueron expresados por núcleos distintos del DVR, apoyando la hipótesis de Karten de que la estructura contiene células homólogas a las del neocórtex de los mamíferos.

Un experimento similar, realizado en una especie de tortuga, reveló otra posibilidad anatómica de estas células similares al neocórtex. En lugar de un neocórtex de seis capas o un grupo de núcleos, el cerebro de la tortuga tenía capas de células parecidas a las capas 4 y 5 distribuidas a lo largo de una sola capa de corteza dorsal.

Ahora, futuros experimentos pondrán a prueba los pasos del desarrollo que dan forma a estas neuronas en varias estructuras, y las ventajas y desventajas relativas de estas diferencias anatómicas.

Más allá de las diferencias estructurales, el descubrimiento de los tipos de células homólogas al neocórtex permitirá a los científicos estudiar las neuronas corticales en especies de aves como el pollo, un modelo común que se utiliza para examinar el desarrollo embrionario. Este tipo de investigación podría ayudar a los científicos a estudiar con mayor facilidad las neuronas perdidas en la parálisis, la sordera, la ceguera y otras enfermedades neurológicas.