Los cerebros más grandes expanden las regiones de pensamiento, pero con un costo

VIDEO: Grandes beneficios y costos para el cerebro Dr. Armin Raznahan, Unidad de Neurogenómica del Desarrollo del NIMH

Un nuevo estudio ha descubierto que cuanto más grande es el cerebro, más se explica su área adicional por el crecimiento en las áreas de pensamiento de la corteza o manto externo, a expensas de un crecimiento relativamente más lento en las áreas emocionales, sensoriales y motoras de orden inferior.

Esto refleja el patrón de cambios cerebrales observados en la evolución y el desarrollo individual, con áreas de orden superior que muestran la mayor expansión, dicen los investigadores del Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH).

Los investigadores también encontraron evidencia que vincula las regiones de alta expansión con una mayor conectividad entre las neuronas y un mayor consumo de energía.

"Así como se requieren diferentes partes para ampliar un cobertizo de jardín al tamaño de una mansión, parece que los cerebros de los primates grandes tienen que construirse en diferentes proporciones", explicó Armin Raznahan, MD, Ph.D., del NIMH Programa de Investigación Intramural (IRP).

“Se debe hacer una inversión adicional en la parte que integra la información, pero eso no quiere decir que sea mejor tener un cerebro más grande. Nuestros hallazgos hablan más de las diferentes necesidades organizativas de los cerebros más grandes frente a los más pequeños ".

Para el estudio, los investigadores del NIMH, junto con colegas de más de seis centros de investigación colaboradores, analizaron escáneres cerebrales por resonancia magnética de más de 3,000 personas de la Cohorte de Neurodesarrollo de Filadelfia y el Proyecto Conectoma Humano.

Las áreas de la corteza que muestran una expansión relativamente mayor en cerebros más grandes se encuentran en la parte superior de una jerarquía de red y están especializadas funcional, microestructural y molecularmente en la integración de información de sistemas de orden inferior, según los investigadores.

Dado que este tema se sostiene a través de la evolución, el desarrollo y la variación interindividual, parece ser una firma biológica profundamente arraigada, sugirió Raznahan.

“No todas las regiones de la corteza son iguales. Las regiones de alta expansión parecen exigir un costo biológico más alto ”, dijo. “Se gasta 'dinero' biológico para cultivar ese tejido extra. Estas regiones parecen ser más ávidas en el consumo de energía. Usan sangre relativamente más oxigenada que las regiones de baja expansión. La expresión génica relacionada con el metabolismo energético también es mayor en estas regiones.

"Es caro y es poco probable que la naturaleza gaste a menos que obtenga un retorno de su inversión".

Dado que las personas con ciertos trastornos mentales muestran alteraciones en el tamaño del cerebro relacionadas con influencias genéticas, los nuevos mapas de la corteza pueden mejorar la comprensión de la organización cerebral alterada en los trastornos, señalan los investigadores.

Las regiones de mayor expansión también están implicadas en diversos trastornos del neurodesarrollo, por lo que los nuevos conocimientos pueden contener pistas para comprender cómo los cambios genéticos y ambientales pueden afectar las funciones mentales superiores, agregan los investigadores.

"Nuestro estudio muestra que hay cambios organizativos consistentes entre cerebros grandes y cerebros pequeños", dijo Raznahan. "Observar que el cerebro necesita configurarse constantemente de manera diferente en función de su tamaño es importante para comprender cómo funciona el cerebro en estados de salud y enfermedad".

El estudio fue publicado en Ciencias.

Fuente: Instituto Nacional de Salud Mental

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