Una investigación liderada por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford concluyó que el cerebro no es un único órgano, sino que puede entenderse como dos órganos distintos que evolucionaron de forma independiente a lo largo de cientos de millones de años.
La escena lo dice todo. Durante décadas, la teoría dominante sostenía que una sola célula progenitora, en las primeras etapas del desarrollo, daba origen a todo el cerebro. Ese modelo implicaba un origen evolutivo común para todas sus partes.
Pero los autores del nuevo estudio plantean otra lectura. Dicen que el cerebro humano está formado por dos sistemas nerviosos ancestrales ingeniosamente integrados: una parte más primitiva, encargada de funciones como el latido del corazón y la respiración, y otra asociada a capacidades que nos hacen distintamente humanos, como crear poesía, realizar operaciones matemáticas y reflexionar sobre nuestros propios orígenes.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Neuroscience. En la investigación también participaron científicos del Instituto de Tecnología de California y la Universidad de California en San Francisco.
El profesor asociado de biología del desarrollo en Stanford y autor principal del artículo, el Dr. Kyle Loh, declaró en un comunicado: «Hemos demostrado por primera vez que la parte anterior del cerebro surge de una célula progenitora totalmente distinta a la de la parte posterior».
Loh añadió: «Nuestro descubrimiento significa que ahora podemos cultivar neuronas de la parte posterior del cerebro —el rombencéfalo o cerebro posterior— en una placa de Petri y estudiar sus funciones».
Los autores explican que el cerebro adulto consta de tres regiones principales: el prosencéfalo, el mesencéfalo y el rombencéfalo. El prosencéfalo se encarga de funciones cognitivas superiores, como el lenguaje, la conciencia y el razonamiento abstracto.
El rombencéfalo, también llamado tronco encefálico, controla funciones esenciales y automáticas que mantienen con vida al organismo: la respiración, el sueño, la regulación del ritmo cardíaco y la sensación de hambre. Además, sus neuronas controlan los músculos de la cara, la lengua y la garganta, lo que influye en el habla y la deglución.
Pese a su importancia, la comunidad científica ha tenido dificultades durante décadas para generar neuronas de esa región en el laboratorio. Esa carencia, según los autores, ha obstaculizado la investigación sobre enfermedades que afectan al tronco encefálico, como la atrofia muscular espinal y la esclerosis lateral amiotrófica.
La primera es una de las principales causas genéticas de muerte en niños menores de un año. La segunda, que suele diagnosticarse entre los 40 y los 70 años, afecta tanto al prosencéfalo como al rombencéfalo.
En ambos trastornos, ciertas neuronas del rombencéfalo dejan de funcionar gradualmente. El paciente pierde la capacidad de tragar. Eso puede provocar neumonía si se inhalan alimentos o líquidos hacia los pulmones. Finalmente, los pacientes pierden la capacidad de respirar, explican los investigadores.
El trabajo surgió al estudiar las primeras etapas del desarrollo embrionario, en la fase llamada gastrulación, cuando el cuerpo empieza a adquirir su forma. Tras examinar embriones de ratón en desarrollo, descubrieron que el rombencéfalo sigue una vía de desarrollo independiente, paralela y no derivada de la que da origen al prosencéfalo y al mesencéfalo.
Identificaron dos tipos distintos de células progenitoras cerebrales. Una expresa el gen Otx2 y está destinada a convertirse en el prosencéfalo y el mesencéfalo. La otra expresa el gen Gbx2 y está comprometida con la formación del rombencéfalo.
Según los autores, esas dos poblaciones celulares nunca se solapan y son mutuamente excluyentes desde las etapas más tempranas del desarrollo. Luego analizaron el empaquetamiento del ADN, o cromatina, en esas células. Vieron que el ectodermo neural anterior y el ectodermo neural posterior presentan configuraciones de cromatina significativamente diferentes.
Esas diferencias confinaban a cada célula progenitora a su destino respectivo, como viajeros en vías paralelas que nunca se cruzan. Rayyan Jokhai, estudiante de posgrado y coautor principal, dijo: «Es probable que los intentos anteriores de generar neuronas del rombencéfalo buscaran inducir a progenitores del prosencéfalo y del mesencéfalo a convertirse en células del rombencéfalo. Nuestro estudio demuestra que esto no es posible».
Jokhai añadió que ese hallazgo ayuda a explicar décadas de frustración en la comunidad científica, porque se intentaba transformar un tipo de célula progenitora en otro en el que, fundamentalmente, no podía convertirse.
Para entender el presente hay que volver a esa semana. En esta investigación, la clave no está solo en el resultado, sino en el método: mirar las etapas más tempranas del desarrollo embrionario. Los autores sostienen que ahí aparece una división fundamental que condiciona lo que el cerebro puede llegar a ser.
Ese giro tiene una consecuencia clara para la ciencia. Si el rombencéfalo nace por una vía propia, el esfuerzo por producirlo en laboratorio no puede apoyarse en atajos. También reordena la investigación sobre enfermedades del tronco encefálico, un terreno donde décadas de trabajo chocaron con una barrera biológica básica.
En tiempos en que el aparato científico suele perseguir resultados rápidos, este estudio recuerda una lección incómoda. No siempre basta con empujar células hacia su forma final. A veces, lo decisivo ocurre antes. Y entender ese origen puede ser la diferencia entre avanzar de verdad o seguir atrapado en un error de método.
