¿Qué hace que el cerebro humano sea diferente? Estudio revela pistas

¿Qué diferencia al cerebro humano del de todos los demás animales, incluso de nuestros parientes primates más cercanos? En un análisis de los tipos de células en la corteza prefrontal de cuatro especies de primates, los investigadores de Yale identificaron características específicas de la especie, en particular, específicas de los humanos, informan el 25 de agosto en la revista. Ciencias.

Y descubrieron que lo que nos hace humanos también puede hacernos susceptibles a enfermedades neuropsiquiátricas.

Para el estudio, los investigadores observaron específicamente la corteza prefrontal dorsolateral (dlPFC), una región del cerebro que es exclusiva de los primates y esencial para la cognición de orden superior. Usando una técnica de secuenciación de ARN de una sola célula, perfilaron los niveles de expresión de genes en cientos de miles de células recolectadas del dlPFC de humanos adultos, chimpancés, macacos y monos tití.

«Hoy, vemos la corteza prefrontal dorsolateral como el componente central de la identidad humana, pero aún no sabemos qué hace que esto sea único en los humanos y nos distingue de otras especies de primates». dijo Nenad Sestan, profesor de neurociencia Harvey y Kate Cushing en Yale, profesor de medicina comparativa, de genética. y de psiquiatría, y autor principal principal del artículo. «Ahora tenemos más pistas».

Para responder a esto, los investigadores primero preguntaron si hay algún tipo de célula presente únicamente en humanos u otras especies de primates no humanos analizadas. Después de agrupar células con perfiles de expresión similares, revelaron 109 tipos de células de primates compartidos, pero también cinco que no eran comunes a todas las especies. Estos incluían un tipo de microglia, o célula inmune específica del cerebro, que estaba presente solo en humanos y un segundo tipo compartido solo por humanos y chimpancés.

El tipo de microglía específico de los humanos existe a lo largo del desarrollo y la edad adulta, encontraron los investigadores, lo que sugiere que las células desempeñan un papel en el mantenimiento del cerebro en lugar de combatir la enfermedad.

«Los humanos vivimos en un entorno muy diferente con un estilo de vida único en comparación con otras especies de primates, y las células gliales, incluida la microglia, son muy sensibles a estas diferencias», dijo Sestan. «El tipo de microglía que se encuentra en el cerebro humano podría representar una respuesta inmune al medio ambiente».

Un análisis de la expresión génica en la microglía reveló otra sorpresa específica de los humanos: la presencia del gen FOXP2. Este descubrimiento suscitó gran interés porque las variantes de FOXP2 se han relacionado con la dispraxia verbal, una condición en la que los pacientes tienen dificultad para producir el lenguaje o el habla. Otros estudios también han demostrado que FOXP2 está asociado con otras enfermedades neuropsiquiátricas, como el autismo, la esquizofrenia y la epilepsia.

Sestan y sus colegas encontraron que este gen exhibe expresión específica de primates en un subconjunto de neuronas excitatorias y expresión específica de humanos en microglía.

«FOXP2 ha intrigado a muchos científicos durante décadas, pero aún no teníamos idea de qué lo hace único en humanos frente a otras especies de primates», dijo Shaojie Ma, asociado postdoctoral en el laboratorio de Sestan y coautor principal. «Estamos muy entusiasmados con los hallazgos de FOXP2 porque abren nuevas direcciones en el estudio del lenguaje y las enfermedades».