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Crecimiento del cerebro de neandertal en el laboratorio

El estudio del cerebro de un neandertal puede revelar modificaciones genéticas que hicieron que los neandertales se enfrentaran a la extinción y que nos convirtieran en seres humanos como una especie única que sobrevivió durante mucho tiempo.

Neandertales Fue una especie humana (llamada Neanderthal neanderthalensis) que evolucionó en Asia y Europa y convivió en alguna parte con los seres humanos actuales (Homo Sapiens) que evolucionaron en África. Estos encuentros habían llevado a que los humanos heredaran el 2% de los neandertales. ADN y por lo tanto son los parientes antiguos más cercanos a los humanos modernos. Se sabe que los neandertales existieron por última vez hace entre 130000 y 40,000 años. Los neandertales, comúnmente conocidos como "hombres de las cavernas", tenían un cráneo largo y bajo distintivo, una nariz ancha, un mentón no prominente, dientes grandes y una estructura corporal corta pero fuerte y musculosa. Sus características distintivas son indicativas de que el cuerpo busca una manera de conservar el calor en medio del frío y la dureza. ambientes vivían. A pesar de sus condiciones de vida primitivas, eran humanos muy brillantes, talentosos y sociables con un cerebro de mayor tamaño que el de los humanos modernos de hoy. Eran excelentes cazadores que poseían habilidades, fuerza, coraje y habilidades de comunicación competentes. Aunque vivían en entornos desafiantes, eran tremendamente ingeniosos. De hecho, se cree que podría haber habido una brecha muy estrecha entre los neandertales y nosotros los humanos en términos de comportamiento e instintos. Los registros fósiles muestran que eran carnívoros (aunque también comían hongos), cazadores y carroñeros. Todavía no está claro si tenían su propio idioma, pero la compleja dinámica de sus vidas sugiere que se comunicaban entre sí utilizando un idioma.

Los neandertales están extintos desde hace 40,000 años, sin embargo, sigue siendo un misterio cómo una especie que había sobrevivido durante más de 350,000 años pudo enfrentarse a la extinción. Algunos científicos han formulado que los humanos modernos son responsables de la extinción de los neandertales, ya que es posible que no hayan podido sobrevivir hábilmente con la competencia por los recursos planteada por los primeros ancestros de los humanos modernos. Esto también debe haberse visto agravado por el rápido cambio en las condiciones climáticas. No todos los neandertales desaparecieron rápidamente, sino que fueron reemplazados gradualmente por los humanos modernos a través de poblaciones locales. Los neandertales son la parte más interesante de la evolución humana, lo que ha intrigado a los científicos principalmente debido a la proximidad de los neandertales a los humanos modernos. Y para apoyar esto la investigaciónSe han descubierto numerosos objetos y fósiles, incluso esqueletos completos, que dan una idea de la vida de los neandertales.

Cultivando un cerebro neandertal en el laboratorio

Investigadores de la Universidad de California en San Diego están haciendo crecer cerebros en miniatura de los neandertales (que se asemejan a una corteza que es la capa exterior del cerebro). cerebro) del tamaño de un 'guisante' en placas de Petri en el laboratorio. Cada uno de estos “guisantes” lleva el Gen NOVA1 de los ancestros y tiene alrededor de 400,000 células. El objetivo de cultivar y analizar estos 'minicerebros' de los neandertales es arrojar luz sobre pequeños bultos neuronales que pueden decirnos por qué esta especie que sobrevivió durante mucho tiempo se extinguió y cuál fue la razón por la que los humanos modernos conquistaron el planeta. avión Tierra. Es importante entender esto porque algunos humanos de hoy en día comparten un 2% de ADN con los neandertales a través de la reproducción y en un momento coexistimos con ellos. La comparación de las diferencias genéticas en el cerebro puede arrojar la máxima luz sobre su desaparición y el rápido aumento del homo sapiens.

Para iniciar el crecimiento del mini-cerebro, los investigadores utilizaron tecnología de células madre en la que las células madre comienzan a convertirse en un organoide cerebral (un órgano pequeño) durante un período de varios meses. En su tamaño adulto, estos organoides miden 0.2 pulgadas y son visibles a simple vista. Sin embargo, su crecimiento es restrictivo porque, en las circunstancias de laboratorio, no obtienen el suministro de sangre necesario para que crezcan por completo. Entonces, las células del mini-cerebro recibieron los nutrientes para el crecimiento mediante el proceso de difusión. Podría ser posible hacerlos crecer aún más inculcándoles vasos sanguíneos artificiales impresos en 3D para permitir el desarrollo, que es algo que a los investigadores les gustaría intentar.

Primer paso para comparar el cerebro de Neanderthal con el nuestro

Los cerebros neandertales son estructuras tubulares más alargadas en comparación con los cerebros redondeados humanos. En este trabajo excepcional, los investigadores compararon genomas de neandertales completamente secuenciados disponibles con humanos modernos. El genoma del neandertal se secuenció después de recuperarlo de los huesos de los fósiles que se descubrieron. Un total de 200 genes mostraron diferencias sustanciales y de esta lista los investigadores se centraron en NOVA1 - regulador maestro de la expresión génica. Este gen es el mismo en humanos y neandertales con solo una pequeña diferencia (un solo par de bases de ADN). Se ve que el gen tiene una alta expresión en el neurodesarrollo y se ha relacionado con varias afecciones neuronales como el autismo. En una inspección más cercana, los minicerebros neandertales tenían muy pocas conexiones entre neuronas (llamadas sinapsis) que las típicas y también tenían diferentes redes neuronales que parecían un poco como un cerebro humano que sufre de autismo predijeron los investigadores. Es muy posible que los humanos tuvieran redes neuronales más avanzadas y sofisticadas en comparación con los neandertales, lo que nos hizo sobrevivir sobre ellas.

Esta investigación se encuentra en una etapa muy temprana para llegar a una conclusión, principalmente debido a la naturaleza de los experimentos controlados. La mayor limitación de este estudio es que estos minicerebros no son “mentes conscientes” o un “cerebro completo” y no pueden realmente proporcionar una imagen completa de cómo funciona un cerebro adulto. Sin embargo, si diferentes regiones se cultivan con éxito, se pueden unir para obtener una mayor comprensión de la "mente" neandertal. A los investigadores definitivamente les gustaría explorar más sobre la capacidad de los cerebros de los neandertales para aprender cosas y, por lo tanto, intentarían poner estos minicerebros en el robot y comprender las señales.

***

{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}

Fuentes)

Cohen J 2018. Los organoides cerebrales neandertales cobran vida. Ciencia:. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284

Equipo SCIEU
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