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Evolución del cerebro en la era de la cesárea

Evolución del cerebro en la era de la cesárea


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Acabo de leer un relato de la evolución de la inteligencia humana en el reciente libro de Matthew Syed sobre diversidad, llamado “Mentes rebeldes”.

Él no es el creador de esta idea, pero sugiere que el factor limitante en el crecimiento del cerebro humano más allá de su tamaño ya prodigioso es el tamaño del canal de parto femenino, de modo que, por encima de cierto tamaño, había matado a la madre y sí mismo al nacer.

No soy biólogo. Pero me preguntaba si hay alguna evidencia de un aumento en el tamaño del cerebro en los últimos (digamos) 50 años a medida que más gestantes dan a luz por cesárea. ¿Es posible o probable tal cambio a medida que este procedimiento se vuelve más común? ¿O existen otros factores limitantes, como el peso que puede soportar la columna vertebral?


Historia y evolución de las cesáreas

Una cesárea (también deletreada "cesárea" o "cesárea") es un procedimiento quirúrgico de parto en el que el bebé nace a través de una incisión quirúrgica en el útero. Hoy en día, las cesáreas (o cesáreas) son un método de parto extremadamente común que representa un tercio de todos los bebés que nacen en los Estados Unidos. Sin embargo, en un momento dado, el parto quirúrgico a través de una cesárea fue una opción de último recurso que a menudo tuvo resultados horribles para la madre y el bebé. Esta página examinará el origen de las cesáreas y cómo el procedimiento evolucionó gradualmente hasta convertirse en lo que es hoy.

Historia de las cesáreas

El concepto de dar a luz quirúrgicamente a un bebé abriendo el abdomen y el útero de una madre embarazada se remonta al menos a finales de la Edad del Bronce, pero la primera cesárea probablemente ocurrió incluso antes. De hecho, algún tipo de cesárea en bruto con una herramienta de corte de piedra fue probablemente el primer procedimiento quirúrgico en la historia de la humanidad. Sin embargo, fueron los antiguos romanos los que primero desarrollaron y documentaron las cesáreas como un procedimiento médico. Los romanos en realidad tenían una ley escrita llamada Lex Caesaria que establecía que si una mujer moría durante el parto, su útero debía ser abierto y el bebé extraído. image002.jpg La ley en realidad no tiene nada que ver con salvar bebés. Más bien, fue motivado por la costumbre religiosa romana que no permitía el entierro de la mujer embarazada. Contrariamente a la creencia popular, las cesáreas no recibieron el nombre del emperador Julio César, quien, según los informes, nació por cesárea. El término "cesárea" en realidad se deriva de la palabra latina caesus que significa "cortar".

Durante la época romana y durante varios cientos de años a partir de entonces, no se esperaba que la madre sobreviviera a una cesárea. Hasta hace relativamente poco tiempo, las mujeres morían habitualmente durante el parto o poco después. Por lo general, ni siquiera se consideraba una cesárea hasta que la madre estaba muerta o muy cerca de estar muerta. Fue esencialmente un último intento desesperado por extraer al bebé de una madre moribunda. Incluso si la madre todavía estaba viva, una vez que se hizo la incisión en su abdomen, no había esperanza de salvarla. Incluso si alguien tuviera las habilidades anatómicas para unir su espalda, es casi seguro que moriría de infección. Las perspectivas para el bebé no eran mucho mejores. Los registros históricos sugieren que los bebés nacidos por cesárea rara vez estaban vivos y mucho menos sanos. Lo más probable es que muriera por privación prolongada de oxígeno.

A medida que el conocimiento de la medicina y la ciencia avanzó hacia el período del renacimiento, la naturaleza de las cesáreas comenzó a sufrir una transformación drástica. La escritura de relatos de cesáreas exitosas a las que sobrevivieron tanto la madre como el niño comienzan a aparecer en el registro histórico alrededor del siglo XVI. A principios de la década de 1600, las descripciones del procedimiento comenzaron a aparecer en textos médicos y libros de partería, que acuñaron por primera vez el término cesárea en oposición al procedimiento de cesárea. A pesar del nuevo nombre descriptivo y la mayor atención, las cesáreas continuaron siendo una propuesta peligrosa, a menudo mortal, hasta bien entrado el siglo XIX.

En la segunda mitad del siglo XIX, la profesión médica y, en particular, el campo de la cirugía mejoró drásticamente gracias a una serie de innovaciones técnicas y descubrimientos científicos. Más que cualquier otra cosa, la aparición de los anestésicos revolucionó las cesáreas. La anestesia hizo más que salvar a la madre del dolor extremo, eliminó efectivamente el riesgo de muerte materna por shock, que era una de las principales causas de muerte por cesárea. Antes de la anestesia, cuando un bebé estaba atascado sin remedio, los médicos realizaban un procedimiento muy desagradable llamado craneotomía que literalmente implicaba aplastar el cráneo del bebé para sacarlos de la madre. Con la disponibilidad de anestesia, la cesárea se convirtió rápidamente en una alternativa mucho más preferible a la craneotomía. Incluso después de la aparición de los anestésicos, las tasas de mortalidad materna por cesáreas se mantuvieron muy altas en los primeros días porque las mujeres morían habitualmente a causa de infecciones posoperatorias. Esto comenzó a cambiar gradualmente hacia finales del siglo XIX a medida que se desarrollaba la teoría de los gérmenes y la bacteriología moderna.

A principios del siglo XX, el avance de la anestesia y la antisepsia había hecho que las cesáreas fueran lo suficientemente prácticas y seguras para que los médicos comenzaran a centrarse en refinar y mejorar el procedimiento. Alrededor de 1920, estos diversos avances han dado forma a las cesáreas en el procedimiento quirúrgico moderno con el que estamos familiarizados hoy. Las cesáreas ya no se consideraban una opción desesperada como último recurso. Ahora la cesárea se estaba utilizando como una solución preventiva para mejorar los resultados para la madre y el bebé. En lugar de esperar durante horas o días de trabajo de parto problemático antes de finalmente recurrir a una cesárea, los médicos realizaban el procedimiento ante los primeros signos de problemas. Al mismo tiempo, se estaban produciendo cada vez más partos en los hospitales. En el siglo XIX, menos del 10% de los partos tuvieron lugar en un hospital. En 1938, sin embargo, más de la mitad de todos los bebés en los EE. UU. Nacieron en un hospital y en 1955 el número se disparó al 90%.

Prevalencia moderna de cesáreas

Aunque el procedimiento "moderno" de cesárea realmente surgió alrededor de 1940, el porcentaje de partos por cesárea se mantuvo por debajo del 5%. No fue hasta mediados de la década de 1960 que las tasas de cesáreas comenzaron a aumentar drásticamente, iniciando una tendencia que continúa en la actualidad. De 1965 a 1985, las tasas de partos por cesárea aumentaron más del 400% y, en la actualidad, aproximadamente 1 de cada 3 bebés nace por cesárea. Este aumento repentino se puede atribuir a una serie de factores, incluidos los cambios culturales y el avance de la tecnología. En concreto, la aparición de equipos electrónicos de monitorización fetal y el uso de ecografías y ecografías.


Dilema obstétrico

"Sin la intervención médica moderna, estos problemas a menudo eran letales y esto es, desde una perspectiva evolutiva, selección", dice el biólogo teórico de la Universidad de Viena Philipp Mitteroecker, autor principal del estudio en PNAS. “Las mujeres con una pelvis muy estrecha no habrían sobrevivido al nacimiento hace 100 años. Ahora lo hacen y transmiten sus genes que codifican una pelvis estrecha a sus hijas ”1.

¿Por qué entonces, los evolucionistas se preguntan, en dos millones de años de evolución, no han evolucionado las proporciones pélvicas de las mujeres para adaptarse a bebés más grandes? Este acertijo se conoce como el "dilema obstétrico". Como obstetra, debo decir que este dilema preocupa más a quienes piensan filosóficamente sobre la evolución humana que a quienes realmente hemos dado a luz.

Este dilema obstétrico describe la pelvis humana como un compromiso evolutivo entre la necesidad de una pelvis más estrecha para una locomoción bípeda eficiente y la necesidad de una pelvis más ancha para acomodar la cabeza de un recién nacido de cerebro grande. Esta forma de explicar la forma de la pelvis femenina humana típica se basa en una cosmovisión que niega la creación "muy buena" de Dios de hace 6.000 años a favor de la creencia de que nuestros antepasados ​​simios desarrollaron una pelvis similar a la humana para ayudarlos. caminar erguido hace 4 a 5 millones de años. Supuestamente, esta pelvis bípeda optimizada no podría adaptarse a demasiados ajustes una vez que el cerebro protohumano comenzó a crecer hace dos millones de años.


Características humanas: cerebros

Cerebros más grandes: cerebros complejos para un mundo complejo

James Di Loreto y Donald H. Hurlbert, Smithsonian Institution Endocasts de Homo erectus (izquierda) y Homo sapiens (derecha) ilustran un rápido aumento en el tamaño del cerebro.

A medida que los primeros humanos enfrentaron nuevos desafíos ambientales y desarrollaron cuerpos más grandes, desarrollaron cerebros más grandes y más complejos.

Los cerebros grandes y complejos pueden procesar y almacenar mucha información. Esa fue una gran ventaja para los primeros humanos en sus interacciones sociales y encuentros con hábitats desconocidos.

A lo largo de la evolución humana, el tamaño del cerebro se triplicó. El cerebro humano moderno es el más grande y complejo de todos los primates vivos.

El tamaño del cerebro aumenta lentamente

Desde hace 6 a 2 millones de años

Durante este período de tiempo, los primeros humanos comenzaron a caminar erguidos y a fabricar herramientas simples. El tamaño del cerebro aumentó, pero solo ligeramente.

Aumento del tamaño del cerebro y del cuerpo

De hace 2 millones a 800.000 años

Durante este período de tiempo, los primeros humanos se esparcieron por todo el mundo, encontrando muchos entornos nuevos en diferentes continentes. Estos desafíos, junto con un aumento en el tamaño corporal, llevaron a un aumento en el tamaño del cerebro.

El tamaño del cerebro aumenta rápidamente

Hace 800.000 a 200.000 años

El tamaño del cerebro humano evolucionó más rápidamente durante una época de dramático cambio climático. Los cerebros más grandes y complejos permitieron a los primeros humanos de este período interactuar entre sí y con su entorno de formas nuevas y diferentes. A medida que el entorno se volvió más impredecible, cerebros más grandes ayudaron a nuestros antepasados ​​a sobrevivir.

¿Por qué el repentino aumento del tamaño del cerebro?

© Copyright Institución Smithsonian Gráficos que muestran cambios en el clima y cambios en el volumen de la caja cerebral. Cortesía de Karen Carr Studios

El gráfico superior muestra cómo ha fluctuado el clima de la Tierra durante los últimos 3 millones de años. Observe cuánto aumentaron las fluctuaciones entre 800.000 y 200.000 años atrás. Para construir este gráfico, los científicos estudiaron fósiles de organismos diminutos que se encuentran en los núcleos de sedimentos oceánicos.

El gráfico inferior muestra cómo aumentó el tamaño del cerebro durante los últimos 3 millones de años, especialmente entre hace 800.000 y 200.000 años. Un gran cerebro capaz de procesar nueva información fue una gran ventaja en tiempos de dramático cambio climático. Para construir este gráfico, los científicos midieron las cavidades cerebrales de más de 160 cráneos humanos primitivos.

Evidencia de cerebros antiguos

Los endocasts son réplicas del interior de los cerebros humanos tempranos y modernos. Representan el tamaño y la forma de los cerebros que alguna vez ocuparon las cajas cerebrales.

¿Cómo se fabrican los endocasts?

Los cerebros no se fosilizan. Se deterioran, dejando una cavidad dentro de la caja del cerebro.

A veces, los sedimentos llenan la cavidad y se endurecen, formando un endodonciamiento natural. Los científicos también hacen endocasts artificiales para estudiar, como los anteriores.

Para obtener una medida precisa del tamaño del cerebro, los científicos extraen un endocast de la caja del cerebro y registran su volumen, o utilizan una tomografía computarizada para medir el interior de la caja del cerebro.

Compara tu cerebro con el de un chimpancé

Los humanos son primates y los chimpancés son nuestros parientes vivos más cercanos.

Los cerebros de los primeros humanos eran similares en tamaño a los de los chimpancés. Pero con el tiempo, los cerebros humanos y de los chimpancés evolucionaron de varias formas diferentes e importantes.

Velocidad de crecimiento

© Copyright Institución Smithsonian Los cerebros de los chimpancés crecen rápidamente antes del nacimiento. El crecimiento se estabiliza poco después del nacimiento. Imagen cortesía de Karen Carr Studio.

© Copyright Institución Smithsonian Los cerebros humanos crecen rápidamente antes del nacimiento durante el primer año y hasta la niñez. Imagen cortesía de Karen Carr Studios

Conexiones

La corteza temporal de un chimpancé tiene menos materia blanca, lo que refleja menos conexiones entre las células nerviosas.

Los seres humanos tienen mucha más materia blanca en la corteza temporal, lo que refleja más conexiones entre las células nerviosas y una mayor capacidad para procesar información.

Peso medio del cerebro de un chimpancé adulto: 384 g (0,85 lb)

Peso promedio del cerebro humano moderno: 1352 g (2,98 lb)

Beneficios y costos de un gran cerebro

© Copyright Institución Smithsonian Peso del cerebro versus necesidades energéticas. Imagen cortesía de Karen Carr Studios

Beneficios

El cerebro humano moderno puede:

- almacenar información de muchas décadas

- recopilar y procesar información, luego entregar la salida, en fracciones de segundo

- resolver problemas y crear ideas e imágenes abstractas.

Costos

- Un gran cerebro devora energía. Su cerebro es el 2 por ciento del peso de su cuerpo, pero usa el 20 por ciento de su suministro de oxígeno y obtiene el 20 por ciento de su flujo sanguíneo.

- Los cerebros grandes significan cabezas grandes, lo que hace que el parto sea más difícil y doloroso para las madres humanas que para otros primates.


Los peces Gar revelan la verdadera edad de nuestra conexión ojo-cerebro

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La sofisticada red de nervios que conectan nuestros ojos con nuestro cerebro evolucionó mucho antes de lo que se pensaba, según las investigaciones, gracias a una fuente inesperada: el pez gar.

La nueva investigación muestra que este esquema de conexión ya estaba presente en peces antiguos hace al menos 450 millones de años. Eso lo hace unos 100 millones de años más antiguo de lo que se creía anteriormente.

& # 8220Es & # 8217 para mí la primera vez que una de nuestras publicaciones cambia literalmente el libro de texto con el que estoy enseñando & # 8221, dice Ingo Braasch, profesor asistente en el departamento de biología integrativa de la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad Estatal de Michigan. .

En esta imagen de microscopio, el hemisferio izquierdo del cerebro gar # 8217 tiene una fluorescencia verde y el derecho se ilumina en magenta. Sin embargo, en la parte inferior de la imagen, se pueden ver nervios de ambos colores que se conectan a ambos hemisferios. Esto muestra que ambos ojos de gar & # 8217 están conectados a ambos lados de su cerebro, como los ojos de un humano. (Crédito: Reimpreso con permiso de R.J. Vigouroux et al. Ciencias 372: eabe7790 (2021))

Este trabajo, publicado en la revista Ciencias, también significa que este tipo de conexión ojo-cerebro es anterior a los animales que viven en la tierra. La teoría existente había sido que esta conexión se desarrolló primero en las criaturas terrestres y, desde allí, se trasladó a los humanos, donde los científicos creen que ayuda con nuestra percepción de profundidad y visión 3D.

Y este trabajo, que fue dirigido por investigadores de la organización de investigación pública Inserm de Francia, hace más que remodelar nuestra comprensión del pasado. También tiene implicaciones para la investigación sanitaria futura.

Estudiar modelos animales es una forma invaluable para que los investigadores aprendan sobre la salud y la enfermedad, pero establecer conexiones con las condiciones humanas a partir de estos modelos puede ser un desafío.

El pez cebra es un animal modelo popular, por ejemplo, pero su cableado ojo-cerebro es muy distinto al de un humano. De hecho, eso ayuda a explicar por qué los científicos pensaron que la conexión humana se desarrolló por primera vez en criaturas terrestres de cuatro extremidades, o tetrápodos.

& # 8220Peces modernos, no & # 8217t tienen este tipo de conexión ojo-cerebro & # 8221, dice Braasch. & # 8220Esa & # 8217 es una de las razones por las que la gente pensó que era algo nuevo en los tetrápodos. & # 8221

Braasch es uno de los principales expertos mundiales en un tipo diferente de pescado conocido como gar. Gar ha evolucionado más lentamente que el pez cebra, lo que significa que gar es más similar al último ancestro común que comparten los peces y los humanos. Estas similitudes podrían convertir a gar en un poderoso modelo animal para estudios de salud, razón por la cual Braasch y su equipo están trabajando para comprender mejor la biología y la genética de gar.

Para hacer el estudio, Chédotal y su colega, Filippo Del Bene, utilizaron una técnica innovadora para ver los nervios que conectan los ojos con el cerebro en varias especies de peces diferentes. Esto incluyó el pez cebra bien estudiado, pero también especímenes más raros como Braasch & # 8217s gar y el pez pulmonado australiano de un colaborador de la Universidad de Queensland.

En un pez cebra, cada ojo tiene un nervio que lo conecta con el lado opuesto del cerebro del pez. Es decir, un nervio conecta el ojo izquierdo con el hemisferio derecho del cerebro y otro nervio conecta su ojo derecho con el lado izquierdo del cerebro.

El otro pez, más & # 8220 & # 8221 antiguo & # 8221, hace las cosas de manera diferente. Tienen lo que se llama proyecciones visuales ipsilaterales o bilaterales. Aquí, cada ojo tiene dos conexiones nerviosas, una a cada lado del cerebro, que es también lo que tienen los humanos.

Armado con un conocimiento de la genética y la evolución, el equipo podría mirar hacia atrás en el tiempo para estimar cuándo aparecieron por primera vez estas proyecciones bilaterales. De cara al futuro, el equipo está emocionado de aprovechar este trabajo para comprender y explorar mejor la biología de los sistemas visuales.

& # 8220 & # 8217 estamos encontrando más y más que muchas cosas que pensamos que evolucionaron relativamente tarde son en realidad muy antiguas & # 8221 Braasch. & # 8220 Aprendo algo sobre mí cuando miro estos extraños peces y entiendo qué tan viejas son las partes de nuestros propios cuerpos. & # 8221


La teoría del cerebro impresa en mil palabras

La ciencia moderna puede rastrear su origen en el descubrimiento de Copérnico del sistema solar centrado en el Sol, que hizo que la visión predominante centrada en la Tierra fuera medieval en comparación. Inevitablemente, la revolución científica finalmente se abrió camino hacia la biología con la teoría de la evolución de Darwin. Pero la teoría carecía de fundamento físico hasta que Crick y Watson descubrieron la base molecular de la herencia. Esto, a su vez, condujo a una nueva revolución copernicana en la forma de la visión de la evolución llamada "gen egoísta": la comprensión de que los organismos han evolucionado para copiar su ADN, no ADN para copiar organismos.

Esta idea explicó de inmediato por qué tanto ADN no era funcional o parasitario, y también planteó la posibilidad de que, en ciertos aspectos, incluso pudiera ser disfuncional. Los genes recesivos como el de la anemia de células falciformes, que pueden conferir beneficios en dosis únicas, pero daños en dosis dobles, son un ejemplo obvio. Otro son los genes impresos, aquellos que solo se expresan a partir de la copia de uno de los padres, sacrificando así la función de respaldo que generalmente confiere tener un segundo.

A pesar de su papel principal y control sobre el crecimiento y el desarrollo, el ADN no pudo legislar de antemano para el comportamiento de organismos móviles que pueden necesitar ir en busca de alimento o parejas, evitar depredadores y encontrar ambientes adecuados para vivir. En cambio, los cerebros evolucionaron en tales organismos para actuar como agentes para y en nombre del ADN del organismo, codificando las reglas epigenéticas generales de comportamiento, como evitar el dolor y la búsqueda del placer, pero dejando que los cerebros interesados ​​tomen las decisiones correctas. decisiones. Aquellos que lo hicieran serían seleccionados y transmitirían su ADN a los que no lo hicieron, no lo harían. ¡La genética del comportamiento es tan simple como eso!

Pero había un problema particular en los mamíferos, gracias a la división extrema del trabajo entre los padres, por la cual las madres contribuían con todo durante la gestación, el parto y la lactancia, pero los padres solo con su ADN nuclear. Esta situación altamente asimétrica explica la impronta porque ahora se desarrolló un conflicto genético entre el interés genético de la madre en economizar la inversión de sus padres en cada descendencia y el interés del padre en maximizarla gracias al hecho de que, mientras que los genes de la madre estarían presentes de manera confiable en toda su descendencia, los genes del padre no necesitan estar presentes en ninguno excepto en uno: El bebé de la madre, ¿el del padre? ¡Quizás!

Esta idea revela que muchos síntomas del embarazo, como hipertensión gestacional, diabetes y náuseas matutinas, son de hecho casos de conflicto genético entre la madre, el padre y el feto, con genes paternos conduciendo a producir el bebé más grande posible, y los maternos contrarrestando para producir algo que la madre pueda manejar más fácilmente. Aquí el cerebro es crucial, porque lo que importa en el parto es el tamaño de la cabeza del bebé: una vez que se da a luz, el resto es fácil.

Según la teoría del cerebro impreso, los genes paternos dan lugar a un bebé con un cerebro más grande y tendencias a exigir más a la madre, algo que en el extremo se diagnostica como autismo. Los genes maternos, sin embargo, funcionan de manera opuesta: dando lugar a un bebé más pequeño y más manejable, algo que, en el límite, eventualmente se diagnosticará como psicosis.

Digo "finalmente diagnosticado" porque la psicosis, en contraste con el autismo, es un trastorno de aparición tardía, que generalmente se manifiesta por primera vez en la adolescencia, o incluso mucho más tarde en la vida. De acuerdo con el modelo diametral de la mente y de la enfermedad mental, si el autismo es como se acepta generalmente hipo-mentalista (en otras palabras, evidenciado por déficits en las habilidades de mentalismo / social / interpersonal / teoría de la mente), la psicosis es característicamente hiper-mentalista, exhibiendo extremos de mentalismo en forma de lectura mental excesiva (paranoia, erotomanía), cambios extremos de humor (trastorno bipolar) o sentido excesivo de sí mismo (megalomanía, delirios de grandeza), etc. que las habilidades mentalistas tardan años en adquirirse y perfeccionarse, se deduce que el hiper-mentalismo normalmente debe ser un trastorno de aparición tardía, tal como lo encontramos.

Una implicación adicional del modelo diamétrico es que la reducción del mentalismo sintomática del autismo a veces puede permitir que florezcan las habilidades cognitivas mecanicistas, como en el caso de los sabios autistas. Pero la simetría del modelo también implica que podría haber sabios psicóticos, con habilidades sociales y políticas hiperdesarrolladas que a menudo sirven para oscurecer la psicosis subyacente y, por lo general, mitigarla.

Según este punto de vista, la normalidad comprende una mente equilibrada entre los extremos de hipo e hipermentalismo. Todo el mundo tiene una configuración cognitiva situada en algún lugar del espectro autista / psicótico, pero la modularidad del cerebro sugiere que la combinación particular puede ser una combinación compleja de diferencias que dependen de la expresión de genes locales en el cerebro.

Otra clase de genes que también están sujetos a una selección y expresión altamente asimétricas en los mamíferos son los del cromosoma X gracias al hecho de que las hembras tienen dos X, pero los machos solo una. Esto significa que la selección favorecerá a los genes del cromosoma X que benefician a las mujeres dos veces más que a los que benefician a los hombres. Pero la inactivación diferencial de X / Lyonización y el patrón de expresión significarán que el resultado individual en cualquier mujer en particular puede ser complejo. Además, los machos pueden verse afectados por marcas epigenéticas heredadas accidentalmente de sus madres que pueden modular la expresión de su único cromosoma X independientemente del hecho de que el gen que lo controla en las hembras, XIST, nunca se expresa en hombres.

El resultado es que los genes del cromosoma X se asemejan a los impresos con respecto a su patrón de expresión unilateral y, de acuerdo con la teoría del cerebro impreso, son de primera importancia como resultado, particularmente en vista del tamaño de la X y el hecho que se sabe que contiene tantos genes críticos para la cognición.

Finalmente, debido a que todos los padres son hombres, los genes específicos de los hombres también están implicados, lo que explica por qué el autismo se ha asociado con un cerebro masculino extremo.

Los New York Times llamó a la teoría del cerebro impreso "quizás la teoría de trabajo más grandiosa de la psiquiatría desde Freud y una que esté a la vanguardia de la ciencia". Ahora ha acumulado un apoyo influyente y un cuerpo considerable de evidencia sólida de estudios epidemiológicos, imágenes cerebrales y experimentos de laboratorio de cirugía, citología / genómica de organoides e investigaciones psicológicas y psiquiátricas de todo tipo. La prueba decisiva que vincula directamente la enfermedad mental con la expresión de genes impresos y del cromosoma X no puede estar lejos.

Badcock, C. (2011). "El cerebro impreso: cómo los genes establecen el equilibrio entre el autismo y la psicosis". Epigenómica 3 (3): 345-359.

Badcock, C. R. y B. Crespi (2008). "La batalla de los sexos puede poner el cerebro". Naturaleza 454: 1054-1055.


¿Dónde empezar?

Cuarto, sucede de vez en cuando que los críticos del DI responden a los argumentos del DI. Más a menudo lo que están haciendo es atacar las caracterizaciones erróneas del hombre de paja, como en el reciente BioEnsayos que exigía la censura de Noticias de evolución y otras publicaciones de identificación. En su artículo, el propio Giuseppe Longo persigue a los hombres de paja de identificación:

Las teorías creacionistas requieren la intervención divina caso por caso: no hay universalidad ni de método ni de criterio, sino solo fe en un Dios omnipotente, que creó las especies y las funciones biológicas una a una, cada una con sus propias características. La generalidad está en Dios, no en el método del conocimiento.

Lo mismo podemos decir de la versión moderna del absolutismo creacionista: la teoría del “diseño inteligente”, que está teniendo un gran éxito entre el público estadounidense. Al tocar el alfabeto molecular en el teclado genético, Dios programaría mutaciones de ADN para sus propios fines supremos. Pero entonces, la evidencia paleontológica nos dice que aproximadamente el 99 por ciento de las especies que se formaron en la tierra han desaparecido, y que, especialmente en las cinco mayores extinciones conocidas, las masacres y la muerte han devastado nuestro planeta. Que todo esto haya ocurrido para conservarnos, así como el 1 por ciento de especies que han sobrevivido, no parece ser muy productivo, ni particularmente inteligente. De ahí que invocamos la impenetrabilidad del designio divino, del Programador Absoluto, como el rostro de las decenas de millones de muertes provocadas por la mutación del virus de la gripe (la “gripe española” de 1918 por ejemplo). Siempre que nos parece oportuno, este “diseño inteligente” se vuelve impenetrable (ininteligible), los criterios cambian e invocamos la fe.

Que desastre. Es difícil saber por dónde empezar. ¿Qué proponente principal de la identificación en realidad argumenta así? ¿Quién dice que el DI "requiere ... fe en un Dios omnipotente"? No Stephen Meyer:

La teoría del diseño inteligente no pretende detectar una inteligencia sobrenatural que posea poderes ilimitados. Aunque el agente de diseño responsable de la vida bien pudo haber sido una deidad omnipotente, la teoría del diseño inteligente no pretende ser capaz de determinar eso. Debido a que la inferencia al diseño depende de nuestra experiencia uniforme de causa y efecto en este mundo, la teoría no puede determinar si la inteligencia diseñadora supuestamente responsable de la vida tiene poderes más allá de los que se muestran en nuestra experiencia. La teoría del diseño inteligente tampoco puede determinar si el agente inteligente responsable de la vida de la información actuó desde el ámbito natural o sobrenatural. En cambio, la teoría del diseño inteligente simplemente pretende detectar la acción de alguna causa inteligente (con poder, al menos, equivalente a los que conocemos por experiencia) y afirma esto porque sabemos por experiencia que solo los agentes conscientes e inteligentes producen grandes cantidades de energía. información especificada. La teoría del diseño inteligente no pretende ser capaz de determinar la identidad o cualquier otro atributo de esa inteligencia, incluso si la deliberación filosófica o la evidencia adicional de otras disciplinas pueden proporcionar razones para considerar, por ejemplo, una hipótesis de diseño específicamente teísta ".

Meyer, Firma en la célula: ADN y evidencia del diseño inteligente, págs. 428-429 (HarperOne, 2009)

¿O quién dice que la teoría del diseño inteligente requiere un "diseño divino" donde Dios "creó las especies y las funciones biológicas una por una, cada una con sus propias características"? Aquí está Michael Behe:

Entonces, basándonos en la biología del desarrollo y nuestro nuevo conocimiento de la vida y las moléculas, ¿podemos trazar una línea razonable y tentativa entre Darwin y el diseño en la evolución animal? …. Entonces, combinando el razonamiento de varias secciones anteriores, podemos concluir que el diseño animal probablemente se extiende a la vida al menos en lo que respecta a las clases de vertebrados, tal vez más profundamente, y que la mutación aleatoria probablemente explica las diferencias al menos hasta el nivel de especie, tal vez algo más allá. . En algún lugar entre el nivel de las especies y la clase de vertebrados se encuentra el borde orgánico de la evolución darwiniana.

Behe, El borde de la evolución, págs. 193, 201 (Free Press, 2007)

[ID] no es un argumento a favor de la existencia de un Dios benévolo, como lo fue el de Paley. Me apresuro a agregar que yo mismo creo en un Dios benévolo y reconozco que la filosofía y la teología pueden extender el argumento. Pero un argumento científico a favor del diseño en biología no llega tan lejos. Así, mientras defiendo el diseño, la cuestión de la identidad del diseñador queda abierta. Los posibles candidatos para el papel de diseñador incluyen: el Dios del cristianismo, un ángel, caído o no, el semi-impulso de Platón, algunos extraterrestres místicos del espacio de la nueva era de la fuerza de los viajeros del tiempo Alpha Centauri o algún ser inteligente completamente desconocido. Por supuesto, algunas de estas posibilidades pueden parecer más plausibles que otras basadas en información de campos distintos a la ciencia. No obstante, en lo que respecta a la identidad del diseñador, la teoría moderna del DI se hace eco felizmente de la frase hipotesis non fingo de Isaac Newton.

Behe, "La hipótesis del diseño inteligente moderno", Philosophia Christi, Serie 2, Vol. 3, núm. 1 (2001), pág. 165

ID concede que los organismos pueden sufrir varios grados de evolución darwiniana. Dentro de los vertebrados, Behe ​​admite que esto puede extenderse incluso hasta el nivel de la clase, lo que difícilmente requiere que Dios cree especialmente cada tipo de organismo en su forma actual. Esto es lo que Behe ​​llama el "borde de la evolución".

William Dembski está de acuerdo en que la identificación no requiere una creación especial:

El diseño inteligente no requiere que los organismos emerjan repentinamente o que sean creados especialmente desde cero mediante la intervención de una inteligencia diseñadora. Sin duda, el diseño inteligente es compatible con la idea creacionista de que los organismos se crean repentinamente desde cero. Pero también es perfectamente compatible con la idea evolucionista de que los nuevos organismos surgen de los antiguos mediante la acumulación gradual del cambio. Lo que separa el diseño inteligente de la evolución naturalista no es si los organismos evolucionaron o en qué medida evolucionaron, sino cuál fue el responsable de su evolución.

Dembski, La revolución del diseño, pag. 178 (InterVarsity Press, 2004)

¿Y quién dice que “no hay universalidad ni de método ni de criterio” mediante el cual detectamos el diseño, “sino sólo la fe en un Dios omnipotente”? No Dembski. Estableció un criterio objetivo mediante el cual podemos detectar el diseño, sin necesidad de premisas religiosas. El método se basa en reconocer información en la naturaleza, indicando la acción pasada de la inteligencia:

El diseño inteligente se puede formular como una teoría científica que tiene consecuencias empíricas y está desprovista de compromisos religiosos. El diseño inteligente se puede descomponer como una teoría de la información. Dentro de tal teoría, la información se convierte en un indicador confiable del diseño, así como en un objeto apropiado para la investigación científica.

Dembski, "El diseño inteligente como teoría de la información", en El creacionismo del diseño inteligente y sus críticos, editado por Robert Pennock (MIT Press 2002), pág. 553

El tipo de información que indica la acción previa de la inteligencia es “información compleja y especificada” (CSI). Podemos medir rigurosamente CSI:

Para ver por qué CSI es un indicador confiable de diseño, debemos examinar la naturaleza de la causalidad inteligente. La característica principal de la causalidad inteligente es la contingencia dirigida, o lo que llamamos elección. Siempre que actúa una causa inteligente, elige entre una gama de posibilidades en competencia. … La causalidad inteligente siempre implica discriminación, elegir ciertas cosas, descartar otras. … Dada esta caracterización de las causas inteligentes, la cuestión crucial es cómo reconocer su funcionamiento. Las causas inteligentes actúan tomando una decisión. Entonces, ¿cómo reconocemos que una causa inteligente ha tomado una decisión? … La actualización de una entre varias posibilidades en competencia, la exclusión del resto y la especificación de la posibilidad actualizada encapsulan cómo reconocemos las causas inteligentes, o equivalentemente, cómo detectamos el diseño. … Podemos resumir este argumento para demostrar que CSI es un indicador confiable de diseño de la siguiente manera: CSI es un indicador confiable de diseño porque su reconocimiento coincide con cómo reconocemos la causalidad inteligente en general. Para reconocer la causalidad inteligente, debemos establecer que se actualizó una posibilidad de una gama de posibilidades en competencia, determinar qué posibilidades se excluyeron y luego especificar la posibilidad actualizada.

Dembski, “Intelligent Design as a Theory of Information,” pp. 565-568

When Longo says that ID is based on “faith” and “absolutism,” this bears no resemblance to the actual theory of ID.


Genes and Gene Products

Genes are the material substance that is passed intergenerationally from parent to offspring. Genes are contained in the nucleotide sequences of DNA that are found in the nucleus of every cell in the body. The expression of a gene has one result: the production of a protein molecule. These molecular products of gene expression are essential for all aspects of development. Genes provide a template for making proteins and it is the proteins that are the active agents in biological development. Thus, while genes contain information that is essential for the development and functioning of the biological organism, genes are basically inert molecules. Genes cannot participate directly in biological processes. They do not directly create blue eyes, disease proclivity, intelligence or behavior. Rather, there is an indirect relationship between the information in a gene and a developmental outcome. The information in the gene sequences must be extracted, recoded and translated into proteins. It is the proteins that enter into the complex, interactive signaling cascades that usually involve many gene products as well as influences from the environment. A particular gene product is thus one of many essential elements that interact to support and guide the complex process of brain development.


How Climate Change May Have Shaped Human Evolution

Earth's climate has always been in a state of flux. Ever since our ancestors branched off the primate evolutionary tree millions of years ago, the planet has faced drastic swings between moist and dry periods, as well as long-lived glacial freezes and thaws. It's clear that early humans were able to survive such changes—our existence confirms their success. But a growing number of scientists think that major climate shifts may have also forged some of the defining traits of humanity.

In particular, a few large evolutionary leaps, such as bigger brains and complex tool use, seem to coincide with significant climate change. “I think, to be fair, all we have at the moment is coincidence,” said Peter B. deMenocal of Columbia University's Lamont-Doherty Earth Observatory. But he and other researchers are exploring several lines of evidence, from ancient teeth to seafloor sediments, to see if a more concrete link can be supported.

The data is also helping scientists sift through the possible theories for just how climate might have triggered evolutionary advances. For instance, one idea is that big leaps forward were not driven by adaptation to a specific habitat change, but by a series of frequent changes. In other words, humans evolved to live with uncertainty. Rick Potts at the Smithsonian Institution's Human Origins Program calls this idea “variability selection”, and it’s possible at least two major evolutionary events can be linked to periods of climate instability.

“Roughly between 3 and 2.5 million years ago, the lineage of ‘Lucy’ [Australopithecus afarensis] became extinct and the first members of our own genus, Homo, appeared. The first simple stone tools also appeared with those fossils, which featured some modern traits like bigger brains,” deMenocal says. “Then, between 2 million and 1.5 million years ago, we see Homo erectus.” That bigger-brained hominin had a skeleton very much like our own, more sophisticated tools like double-bladed axes and new behaviors that led early humans out of Africa for the first time. 

This skull of an Australopithecus afarensis child found in Ethiopia dates back to about 3.3 million years ago. (EUAN DENHOLM/X01999/Reuters/Corbis)

Both of these events happened at times when the local climate was undergoing dramatic shifts. We know, for instance, that some 3 million years ago—around the time the first Homo species appeared—Africa was switching from wooded areas to open grasslands as the climate dried out. This straightforward change in scenery may be part of why early humans evolved away from climbing and toward walking upright. But recent evidence collected from the seafloor gives an even more detailed look at the climate change during this period.

For his work, deMenocal drills into the seafloor along Africa's coasts, where sediments that would have been long since dispersed on land remain in orderly tiers. Sediments blown offshore from Africa and Arabia have accumulated here at a rate of some 1.5 inches per 1,000 years, creating a climatic layer cake of alternating light and dark bands. During dryer periods, layers feature the dark, gritty dirt blown out to sea by ancient monsoons. During wet periods, the layers contain light amalgamations of abundant fossilized plankton.

The cores reveal swings between very wet and very dry periods about every 20,000 years. This follows a regular cycle, governed by a wobble in Earth's orbit, that increases and decreases the amount of available sunlight hitting the planet. These periods of oscillation happened very rapidly on geologic time scales. Intriguingly, the most pronounced fluctuations happened 3 to 2.5 million years ago, and again a million years later—during the two major periods of early human advancement.

Further evidence of this unstable ancient world can be found in modern Africa. The Great Rift Valley is home to many of the most important fossils in early hominin evolution, so Mark Maslin, a geographer at University College London, studied the valley's paleoclimate record. His team found that lake basins there were very sensitive to the same rapid changes in climate approximately 2.5 million years ago, and at 1.7 million years ago. “These freshwater lakes can fill up or disappear with changes in rainfall,” he says. “We found that these particular periods, or ‘pulses’, when the lakes come and go correlate directly with major changes in human evolution. The two records are absolutely compatible.”

Fossil tooth analysis, rich in carbon isotopic data, helps to further flesh out what our ancestors were eating and drinking during these volatile periods, and what types of environments they called home. These studies show Homo bucking a trend in which earlier peoples passively fed on the expanding grasslands, says deMenocal. This indicates that more successful early humans sought   diverse food options during variable periods even as the African landscape was, in the long term, trending toward a more uniform grassland environment.

“Around 2 million years ago, looking at the teeth of Homo, you see a diet that's nearly 50-50 split between grasses and other foods,” says deMenocal. “So there is increasing geochemical evidence for changes in diet that indicate great flexibility including carcass processing, large migrations and behavioral changes that really seem to indicate a different mode of living.” Homo bestowed these valuable traits on future lineages while contemporary species with a more limited diet died out. 

A piece of jawbone from an early human ancestor, found at a site in Spain that dates back about 1.2 million years. (Sani Otero/epa/Corbis)

But just identifying a possible relationship between shifting climate and evolutionary leaps doesn’t help scientists figure out exactly what triggered a particular advance, Maslin says.

“My thinking is that there are lots of intriguing theories of human evolution, but each could actually be right,” he says. “So you could pick any period in this changing landscape and it may have affected a different trait.” For example, it's plausible to theorize that our ancestors’ brains might have expanded when the lakes were highly variable, because hominins had to become smarter to determine where their next meals would come from, Maslin says.

“On the other hand, it could be that in wet periods, when there are lots of resources, sexual selection kicks in and the most clever females are saying, Whichever of the males is controlling the group, I'm having him as a partner.” Studies of later periods such as the Middle Stone Age (about 80,000 to 40,000 years ago) link rapid climate change that created wet conditions in South Africa to innovations in language and cultural identity, including symbolic engravings and shell jewelry.

And the rise of agriculture roughly 10,000 years ago coincides with shifting climates after the end of the last glaciation. Some scientists have theorized that the retreating ice made it easier, or perhaps even necessary, for humans to domesticate plants in the Near East. But some mixed signals exist as well. Later expansions of the early human brain—smaller but still significant leaps—appear to have occurred during periods of relatively stable climate, Maslin says.

Other researchers suggest that ancient climate change acted on humans in a way more akin to evolutionary adaptations seen in other animals and plants. John Stewart of Bournemouth University thinks that shifting climate likely moved people around the landscape of what is now Europe and Asia, isolating some populations and creating conditions that can lead to evolutionary shifts and the rise of new species.

Studies have shown that past ice ages may have forced species such as the hedgehog into smaller areas, or refugia, where they could survive. Those species were not genetically the same when they emerged and expanded as their preferred climate returned. If these processes acted the same way on hominins, Neanderthals and Denisovans may have arisen from early groups such as Homo heidelbergensis, when they became isolated in small, livable pockets of the frigid Northern Hemisphere.

“We've looked at other organisms and how they adapted during the last few interglacial cycles,” Stewart says, referring to work done with Chris Stringer of the Natural History Museum, London. “Some patterns seem to occur when you look at geographic spread and genetics, and we looked at humans in that same light. If we believe in organic evolution, we shouldn't invent new processes for humans or treat them as a special case. We should fit them into this larger picture.” 

The process might not work the same way in locations closer to the Equator, where climate change was perhaps not as extreme, Stewart adds. And he believes that his theory isn't mutually exclusive with the type of variability selection that Rick Potts, Peter deMenocal and others espouse.

“But I do think, to me, variability selection isn't a mechanism to make a new species. It's more of a mechanism to make a successful lineage that can spread and allow it to cope with lots of different scenarios,” says Stewart. “To make two species out of one, I think you need that kind of geographic isolation that was driven by climate.” Still, he says, “there's no doubt about it—humans are able to cope with lots of different things, and something in evolution must have made that so.”


Gene Expression in the Aging Brain

Derechos de autor: © 2005 Public Library of Science. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

No matter how healthy a life one leads, no person has managed to live much longer than a century. Even though the advances of the modern age may have extended the average human life span, it is clear there are genetic limits to longevity. One prominent theory of aging lays the blame on the accumulation of damage done to DNA and proteins by “free radicals,” highly reactive molecules produced by the metabolic activity of mitochondria. This damage is expected to reduce gene expression by damaging the DNA in which genes are encoded, and so the theory predicts that the most metabolically active tissues should show the greatest age-related reduction in gene expression. In this issue, Michael Eisen and colleagues show that the human brain follows this pattern. A similar pattern—which, surprisingly, involves different genes—is found in the brain of the aging chimpanzee.

The authors compared results from three separate studies of age-related gene expression, each done on the same type of DNA microarray and each comparing brain regions in young versus old adult humans. In four different regions of the cortex (the brain region responsible for higher functions such as thinking), they found a similar pattern of age-related change, characterized by changes in expression of hundreds of genes. In contrast, expression in one non-cortical region, the cerebellum (whose principal functions include movement), was largely unchanged with age. In addition to confirming a prediction of the free-radical theory of aging (namely, that the more metabolically active cortex should have a greater reduction in gene activity), this is the first demonstration that age-related gene expression patterns can differ in different cells of a single organism.

The authors found a similar difference in age-related patterns in the brain of the chimpanzee, with many genes down-regulated in the cortex that remained unchanged in the cerebellum. However, the set of affected cortical genes was entirely different between humans and chimps, whose lineages diverged about 5 million years ago. The explanation for this difference is unknown, but the finding highlights the fact that significant changes in gene expression patterns, and thus changes in many effects of the aging process, can accumulate over relatively short stretches of evolutionary time.


Feng Zhang (39)

Born in Hebei province, China, to parents who worked in computer science, Feng Zhang moved to the United States when he was 11 years old. He graduated from high school in Des Moines, Iowa, in 2000, then studied chemistry and physics at Harvard College. He received a doctorate in chemistry from Stanford University in 2009. His research focused on neurological bioengineering, using light to control neurons so that neural pathways can be discovered and manipulated. Combined with gene-editing techniques and advances in immunology and other medical disciplines, this engineering is expected one day to be used to treat diseases such as Parkinson’s and other complex neurological disorders. In 2019 Zhang was appointed James and Patricia Poitras Professor of Neuroscience at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) he had previously been serving as an investigator at the Howard Hughes Medical Institute in Boston, which he continued while at MIT. He has been awarded numerous prizes and honors for his pathbreaking medical research, including an award from the National Science Foundation recognizing the work of scientists under the age of 35.


Ver el vídeo: La evolución del cerebro (Junio 2022).


Comentarios:

  1. Trymian

    probablemente si

  2. Kazirisar

    Por supuesto. Sucede. Podemos comunicarnos sobre este tema. Aquí o al PM.

  3. Kajigore

    Creo que no tienes razón. Discutamos. Escríbeme en PM, nos comunicaremos.

  4. Gadhra

    Felicito, una idea notable y es debidamente



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