Un atlas del cerebro de lamprea ofrece pistas sobre el origen del cerebro vertebrado

Si uno quisiera averiguar cómo era el primer cerebro vertebrado complejo, no podría mirar un fósil directamente. Un nuevo estudio encontró otra vía: reconstruir con detalle el cerebro de una lamprea, un pez sin mandíbulas cuya línea evolutiva se separó de la de los vertebrados con mandíbulas hace unos 450 millones de años. El resultado sugiere que el ancestro común de ambos grupos ya contaba con una organización cerebral más elaborada de lo que se suponía.

La clave del trabajo fue construir un atlas tridimensional célula por célula del cerebro adulto de este animal. El equipo combinó transcriptómica espacial y secuenciación de núcleos individuales, dos herramientas que permiten ubicar células dentro del tejido y ver qué genes están activos en cada una. Con ese enfoque identificó 209 grupos celulares repartidos en 14 regiones cerebrales. Después comparó ese mapa con datos de otros vertebrados, en especial del ratón, para buscar qué rasgos parecen muy antiguos y cuáles surgieron más tarde en cada linaje.

Esa comparación mostró una mezcla interesante. Por un lado, varias regiones del cerebro de la lamprea comparten patrones de organización molecular con regiones equivalentes en vertebrados más recientes, lo que apunta a un plano básico conservado durante cientos de millones de años. Por otro, también aparecieron novedades de cada rama evolutiva. El estudio describe neuronas propias de la lamprea, células de gran tamaño en algunas zonas del cerebro medio y señales de que la especialización neuronal fue aumentando a medida que los linajes vertebrados se diversificaron.

Uno de los resultados más sugestivos es que incluso una estructura parecida, en términos generales, al futuro cerebelo podría tener raíces más antiguas de lo pensado. Eso no significa que la lamprea posea un cerebelo igual al de peces óseos, aves o mamíferos, sino que algunas piezas celulares y organizativas que luego formarían esa región podrían haber estado presentes antes de que apareciera el cerebelo moderno. Para la neurobiología evolutiva, eso ayuda a cambiar la pregunta: en vez de pensar que la complejidad cerebral apareció de golpe en vertebrados posteriores, el trabajo apunta a una historia más gradual, con bases antiguas y añadidos posteriores.

La importancia del hallazgo va más allá de este pez. Entender qué partes del cerebro vertebrado son muy antiguas y cuáles son innovaciones más recientes ayuda a explicar cómo surgieron circuitos cada vez más especializados para percibir, coordinar movimientos y procesar información. También ofrece una referencia valiosa para comparar cerebros muy distintos entre sí sin asumir que el modelo de mamífero representa toda la historia.

Como toda reconstrucción evolutiva, el estudio tiene límites. La lamprea actual no es un fósil viviente idéntico al ancestro de todos los vertebrados, sino una especie moderna que también siguió evolucionando durante millones de años. Además, las comparaciones se basan en patrones de expresión génica y correspondencias entre tipos celulares, una aproximación muy potente pero indirecta para reconstruir el pasado profundo. Aún con esas cautelas, el atlas aporta una de las imágenes más precisas hasta ahora de cómo pudo estar organizado el cerebro en los primeros capítulos de la evolución vertebrada.