{"id":205629,"date":"2015-12-03T14:28:46","date_gmt":"2015-12-03T16:28:46","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=205629"},"modified":"2015-12-03T18:02:32","modified_gmt":"2015-12-03T20:02:32","slug":"la-razon-de-tantas-curvas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-razon-de-tantas-curvas\/","title":{"rendered":"La raz\u00f3n de tantas curvas<\/em>"},"content":{"rendered":"
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L\u00e9o Ramos<\/span>La relaci\u00f3n matem\u00e1tica entre la corteza cerebral y las bolitas de papel: cuanto menor sea el espesor m\u00e1s se pliega la superficie bajo presi\u00f3nL\u00e9o Ramos<\/span><\/p><\/div>\n

Mediante una hoja de papel abollada en forma de pelota se puede explicar c\u00f3mo se pliega sobre s\u00ed mismo el cerebro de los mam\u00edferos para formar las depresiones y protuberancias que le confieren su aspecto arrugado, similar a una nuez. La formaci\u00f3n de esas circunvoluciones, con ranuras y vueltas, responde a un mecanismo f\u00edsico universal que depende de c\u00f3mo var\u00edan el espesor y la extensi\u00f3n de la corteza cerebral a medida que ese \u00f3rgano se desarrolla, sugieren la neurocient\u00edfica Suzana Herculano-Houzel y el f\u00edsico Bruno Mota, ambos de la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (UFRJ), en un estudio publicado el 2 de julio en la revista Science<\/em>.<\/p>\n

Durante mucho tiempo, se crey\u00f3 que el grado de pliegues de la corteza, la capa superficial del cerebro, estar\u00eda asociado a su capacidad de albergar m\u00e1s neuronas. Bas\u00e1ndose en esa suposici\u00f3n, esos pliegues ser\u00edan consecuencia del aumento de la cantidad de neuronas distribuidas en esa regi\u00f3n durante el curso de la evoluci\u00f3n de los mam\u00edferos. As\u00ed, un cerebro con m\u00e1s depresiones y protuberancias deber\u00eda contener mayor cantidad de esas c\u00e9lulas que las cortezas con superficies m\u00e1s lisas. Eso sucede, por ejemplo, cuando se comparan cerebros grandes, tales como los del ser humano, que posee m\u00e1s pliegues que los cerebros peque\u00f1os, como los de los ratones. Con la misma l\u00f3gica, la corteza cerebral de animales tales como ballenas y elefantes, siendo mayor y teniendo m\u00e1s pliegues que la del humano, deber\u00eda albergar m\u00e1s neuronas y ostentar una capacidad cognitiva m\u00e1s compleja. Sin embargo, la corteza cerebral humana posee tres veces m\u00e1s neuronas que la de los paquidermos y cet\u00e1ceos.<\/p>\n

Para dilucidar esa paradoja, los investigadores analizaron informaciones sobre la corteza cerebral de 74 especies. Se mapearon el grado de pliegues, el espesor, el volumen y la cantidad de neuronas que albergaban. Y verificaron que todos los cerebros se plegaban siguiendo una relaci\u00f3n matem\u00e1tica existente entre el \u00e1rea total de la superficie de la corteza cerebral y su grosor. \u201cEl cerebro de los seres humanos y de otros mam\u00edferos comienza a plegarse durante el desarrollo embrionario\u201d, explica Herculano-Houzel. \u201cEn el curso de ese proceso, la corteza asume la configuraci\u00f3n m\u00e1s estable a medida que su superficie se dobla como respuesta a las fuerzas a las cuales se encuentra sujeta durante su desarrollo, tales como la presi\u00f3n del fluido cerebroespinal (o cefalorraqu\u00eddeo), que lo empuja hacia afuera, y las fibras nerviosas, que tiran hacia el interior\u201d.<\/p>\n

Esa misma relaci\u00f3n matem\u00e1tica explicar\u00eda el grado de pliegues de un bollo de papel. Una \u00fanica hoja de papel, de tama\u00f1o A4, si se abolla, tendr\u00e1 m\u00e1s dobleces que cuatro o cinco hojas abolladas juntas. Cuanto menor sea el espesor de la superficie \u2013y cuanto mayor su \u00e1rea\u2013, m\u00e1s se doblar\u00e1 bajo presi\u00f3n. \u201cEso vale para la corteza cerebral y tambi\u00e9n para las bolitas de papel\u201d, sostiene Herculano-Houzel. Seg\u00fan la investigaora, ese mecanismo f\u00edsico explicar\u00eda el grado de plegado de todas las cortezas cerebrales, lisas y arrugadas, incluyendo la corteza cerebral humana y las de otras especies de mam\u00edferos, tales como el manat\u00ed, que posee una corteza grande y con pocos dobleces, y los cet\u00e1ceos, cuya corteza es grande y con m\u00e1s pliegues que la humana. \u201cEl grado de pliegues de la corteza cerebral no tiene nada que ver con la cantidad de neuronas o con el modo en que se encuentran distribuidas en esa regi\u00f3n, pero respeta un principio f\u00edsico\u201d, concluye.<\/p>\n

Pliegues en formaci\u00f3n
\n<\/strong>La ventaja de contar con una corteza con mayor cantidad de pliegues, sostiene Herculano-Houzel, ser\u00eda una comunicaci\u00f3n m\u00e1s eficaz entre las neuronas. \u201cLas cortezas con mayor grosor y, por lo tanto, con una superficie m\u00e1s lisa, resultar\u00edan en neuronas m\u00e1s distantes unas de otras. Eso podr\u00eda comprometer el intercambio de informaciones entre ellas\u201d, dice.<\/p>\n

La corteza cerebral es la principal responsable de las funciones cognitivas, tales como la atenci\u00f3n, la memoria y el lenguaje. A pesar de que las circunvoluciones son una de sus principales caracter\u00edsticas, nunca se las explic\u00f3 debidamente. Muchos estudios intentaron dilucidar los mecanismos relacionados con la formaci\u00f3n de esas depresiones (cisuras) y protuberancias y, por su intermedio, se propusieron varias hip\u00f3tesis en los \u00faltimos a\u00f1os. En un art\u00edculo publicado en 2014 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences <\/em>\u00a0(PNAS<\/em>), un grupo de investigadores de diversas instituciones de Europa y Estados Unidos explicaba c\u00f3mo consigui\u00f3 reproducir en laboratorio el desarrollo cerebral y la formaci\u00f3n de sus pliegues corticales. En el estudio, \u00a0comprobaron que los pliegues ser\u00edan el resultado de la interacci\u00f3n entre la materia blanca y la materia gris del cerebro. De acuerdo con esa interpretaci\u00f3n, la materia gris crecer\u00eda m\u00e1s r\u00e1pido que la sustancia blanca, desencadenando la aparici\u00f3n de esos pliegues en la corteza.<\/p>\n

En otro estudio, que se public\u00f3 en 2013 en la revista Physical Biology<\/em>, cient\u00edficos de Inglaterra y de Estados Unidos propusieron un modelo matem\u00e1tico en el cual el grado de pliegues de la corteza cerebral se hallar\u00eda relacionado con su expansi\u00f3n tangencial, mientras que las capas m\u00e1s profundas se desarrollar\u00edan como respuesta al estr\u00e9s provocado por ese proceso. Si la corteza se expande con mayor velocidad, la longitud de las circunvoluciones cerebrales, denominadas giros, ser\u00eda m\u00e1s corta y con m\u00e1s dobleces, dicen ellos. En cambio, si ese proceso fuera m\u00e1s lento, la longitud de esas circunvoluciones ser\u00eda mayor y sus superficie m\u00e1s lisa.<\/p>\n

Una mejor comprensi\u00f3n del desarrollo del cerebro resulta importante para entender c\u00f3mo funciona el mismo y cu\u00e1les son las estrategias que adopta la naturaleza para construir un \u00f3rgano tan complejo que, en el caso humano, permiti\u00f3 que surgiese la conciencia. El mecanismo f\u00edsico propuesto por el equipo de la UFRJ suministra una explicaci\u00f3n posible para la lisencefalia, un trastorno poco com\u00fan en el desarrollo del cerebro que se caracteriza por la ausencia de circunvoluciones en la corteza cerebral. Si bien el cerebro presenta un tama\u00f1o normal, la falta de pliegues puede ocasionar la p\u00e9rdida de funciones cognitivas. La lisencefalia humana se encuentra asociada\u00a0 a mutaciones gen\u00e9ticas que interfieren en la migraci\u00f3n de las neuronas durante el desarrollo cerebral. Como consecuencia de ello, la corteza adquiere mayor grosor, algo que, seg\u00fan Herculano-Houzel, ser\u00eda suficiente para que se formen menor cantidad de pliegues.<\/p>\n

Para Mart\u00edn Cammarota, neurocient\u00edfico del Instituto del Cerebro de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte (UFRN), el estudio de la UFRJ podr\u00eda abrir nuevas perspectivas para la investigaci\u00f3n en esa \u00e1rea. \u201cEl estudio es interesante, pero habr\u00eda que probarlo experimentalmente\u201d. \u00c9se es el pr\u00f3ximo paso anhelado por el equipo de R\u00edo de Janeiro. \u201cNos proponemos testear esa hip\u00f3tesis analizando la formaci\u00f3n de los pliegues en el cerebro de diferentes especies durante su desarrollo\u201d, dice Herculano-Houzel. \u201cA partir de esos estudios, esperamos lograr una mejor comprensi\u00f3n de c\u00f3mo se distribuyen las neuronas en la corteza y qu\u00e9 factores resultan m\u00e1s determinantes para el aumento o p\u00e9rdida de espesor y volumen\u201d.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nHERCULANO-HOUZEL, S. y MOTA, B. Cortical folding scales universally with surface area and thickness, not number of neurons<\/a>. Science<\/strong>. v. 349, n. 6243, p. 74-7. jul. 2015.
\nTALLINEN, T. et al<\/em>. Gyrification from constrained cortical expansion<\/a>. PNAS<\/strong>. v. 111, n. 35, p. 12667\u201372. abr. 2014.
\nBAYLY, P. V. et al<\/em>. A cortical folding model incorporating stress-dependent growth explains gyral wavelengths and stress patterns in the developing brain.<\/a> Physical<\/strong> Biology<\/strong>. v. 10, n. 1. feb. 2013.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Los pliegues de la corteza cerebral no poseen relaci\u00f3n con las neuronas","protected":false},"author":346,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[319],"coauthors":[662],"class_list":["post-205629","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-neurociencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/205629","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/346"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=205629"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/205629\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=205629"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=205629"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=205629"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=205629"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}