DiMes, nuevo territorio cerebral descubierto por investigadores españoles

Un nuevo trabajo realizado en anfioxos, especia marina, cambia la idea que se tenía sobre el proceso de formación del cerebro de los vertebrados.

Pilar Laguna. Murcia. | 28/04/2017 14:20

Luis Puelles y José Luis Ferrán, del Departamento de Anatomía Humana y Psicobiología de la Universidad de Murcia (DM)

Un estudio llevado a cabo por investigadores españoles sobre una especie marina no vertebrada, el anfioxo, ha lograda detallar el mapa de las regiones cerebrales aportando datos que cambiarían el concepto actual sobre la evolución inicial del cerebro de los vertebrados. Se concluye que este no se habría formado en sus comienzos a partir de tres regiones (cerebro anterior, medio y posterior) sino de dos (anterior y posterior), además de descubrir un nuevo territorio cerebral común utilizando metodología experimental de genoarquitectura.

Estas conclusiones se recogen en el estudio publicado en PLOS Biology, dirigido por los investigadores José Luis Ferrán y Luis Puelles, del Departamento de Anatomía Humana y Psicobiología de la Universidad de Murcia (UMU); Manuel Irimia, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona y Jordi García Fernández, del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB).

En el trabajo se ha visto que el sistema nervioso del anfioxo es mucho más complejo de lo que se creía y que comparte su esquema básico con el cerebro de los vertebrados. "Éste es un organismo no vertebrado muy simple, pero a su vez muy emparentado evolutivamente con nosotros, por lo que nos da pistas de cómo podrían haber sido nuestros ancestros. Por tanto, comparando los territorios que presenta el cerebro de los vertebrados modernos con el del anfioxo, analizamos qué puede haber ocurrido para que se haya multiplicado y formado una estructura tan compleja durante nuestra evolución", explica Ferrán.

En los anfioxos no se ha detectado corteza cerebral ni una región exclusiva que dé lugar a la formación del cerebro medio de los vertebrados. Sin embargo, se ha encontrado un territorio común dentro del cerebro anterior, al que han denominado DiMes (siglas en inglés de Di-Mesencephalic primordium), del que derivaría tanto el cerebro medio como otras importantes estructuras del cerebro anterior clásico.

"Fruto de la aparición de centros de señalización molecular que provocan la expansión y partición de la porción DiMes, habrían surgido evolutivamente las tres clásicas regiones cerebrales de los vertebrados (tálamo, pretectum y cerebro medio)", según Irimia, que ha detallado que si se elimina la función de estos centros de señalización en vertebrados queda un único territorio similar al observado en los anfioxos.

Irimia plantea el reto de conocer la verdadera historia de la formación del cerebro y la composición de sus estructuras, "lo que podría servir a largo plazo para explicar por qué una región se ve alterada tanto en su composición como en su función, y ayudarnos a comprender mejor las enfermedades relacionadas con el cerebro".

Los investigadores creen que estudiar la formación de las regiones cerebrales que sirven a los vertebrados para procesar información visual, auditiva o propioceptiva es útil para comprender cómo el cerebro se ha adaptado al ambiente y ha sido capaz de procesar la información que le rodeaba. "La idea de que estas regiones se formaron de modo independiente y que cada una de ellas ha dado lugar a otras regiones se ha demostrado errónea. El cerebro no ha evolucionado de forma aislada, sino que lo ha hecho a causa de la interacción de estos animales primitivos con el ambiente", recalca Ferrán.

Por su parte, Beatriz Albuixech-Crespo, primera firmante del trabajo, ha subrayado la importancia de la "genoarquitectura" experimental para determinar la regionalización del tubo neural del anfioxo y compararlo con el sistema nervioso de vertebrados. "Con esta visión se ha generado un mapa molecular de patrones de expresión de genes en el anfioxo cuyos ortólogos estarían implicados en vertebrados en el establecimiento y regionalización del sistema nervioso".

El modelo de esta investigación demuestra asimismo que estudiar las redes de genes que han dado identidad a las distintas regiones del cerebro es clave para comprender cómo han evolucionado. "La genoarquitectura es una potente herramienta para detallar las regiones del sistema nervioso, las células y sus estructuras, que permite determinar qué genes están activos en cada territorio o región durante el desarrollo y caracterizar los límites entre ellos, así como definir con gran precisión cuántos componentes diferentes se originan a partir de cada región. Por tanto, es útil para ayudarnos a reconocer en detalle cómo el cerebro de un humano se parece al de otro vertebrado", concluyen los autores del estudio.