viernes, 26 de noviembre de 2010

Maduración neurológica de Humanos modernos y neandertales

Otro indicio sobre la diferente ontogenia de los HAM y neandertales se ha publicado recientemente. Esta vez se trata de un estudio sobre los dientes fósiles de las dos poblaciones. Utilizando técnicas avanzadas de rayos X se ha comprobado que el desarrollo de los neandertales era más rápido que en los HAM, es decir, que llagaban a la madurez fisiológica en menos años, por lo que tendrían un periodo de infancia y adolescencia más corto. Los resultados de estos estudios dentales añaden información importante a las diferencias de desarrollo que han salido a la luz con la secuenciación del genoma neandertal y que apuntan diferencias entre ambas especies en el desarrollo del esqueleto y del cráneo. La importancia sobre la conducta es que una infancia larga, con una maduración prolongada, facilitaría el aprendizaje adicional y la capacidad cognitiva compleja de los individuos, por lo que aumentaría la capacidad adaptativa y de supervivencia de los seres humanos, a pesar del alto coste en términos de desarrollo. Los científicos no han aclarado aún por qué, pero buscan ventajas que pudieran tener los humanos actuales frente a aquellos parientes y la estrategia de vivir despacio y morir tarde puede ser una clave (PNAS, 2010).

La técnica si parece nueva, pero el estudio sobre los dientes referido a estos problemas ya se expuesto en otras ocasiones (a propósito de la ontogenia del Neandertal). Además, es el mismo asunto que expuse en la anterior entrada (el cerebro de los neandertales y humanos modernos). Lo que ahora quiero resaltar es el significado de la diferente maduración neurológica respecto de las capacidades cognitivas, y donde pudo haber actuado la evolución (visión moderna del cerebro).  

Craneo de Humano Neandertal (izquierda) y de Humano moderno (derecha)

¿Qué puede significar esta diferente maduración?

El desarrollo embriológico humano dura 38 semanas, desde la fecundación al parto (aproximadamente 9 meses). El mecanismo de inicio del parto parece ser un fenómeno de carácter multifactorial, cuyas causas actúan en íntima relación aunque, ninguna de ellas por sí sola, puede ser considerada absolutamente esencial. Entre las causas más llamativas tenemos las de origen muscular (distensión muscular del útero que provoca su excitabilidad y una mayor respuesta a la Oxitocina); hormonales (sobre un útero excitable actúan sustancias que favorece la contracción, como las prostaglandinas, serotonina, histamina, etc.); y las nerviosas (las contracciones irritan el cuello, desencadenando el reflejo neuroendocrino de la secreción de Oxitocina).

 En el momento del parto existe, o se está muy cerca, la imposibilidad biológica de continuación de la gestación, por incompatibilidad de espacio y nutrición, produciéndose el desencadenamiento del proceso neuro/hormonal ya comentado. Hay que tener en cuenta que el feto en este periodo final, alcanza casi el tamaño máximo que el canal del parto puede permitir para su expulsión. Si ésta creciera más no podría salir el niño, por lo que el nacimiento se produce cuando se llega al límite de la posibilidad biológica de mantener la gestación, no cuando se adquiere la suficiente maduración global (neurológica y somática), que permitiría valerse por si mismo, como ocurre en la mayoría de los mamíferos. La inmadurez neurológica en el momento del nacimiento es tan acusada, que muchos autores suponen que los seres humanos tienen un periodo de desarrollo fetal extrauterino de doce meses, con lo que el ritmo de desarrollo fetal abarca un total de veintiún meses (Changeux, 1983; Gould, 1977; Holt, et al. 1975). La causa de la prolongación del tiempo necesario para el desarrollo embrionario cerebral se debe al aumento cuantitativo del cerebro, en especial la corteza cerebral o córtex, que necesitará más tiempo para desarrollarse y madurar. En la escala temporal del desarrollo del linaje humano, el tiempo preciso para alcanzarla madurez neurológica sería proporcional al aumento cuantitativo del cerebro.

Así, al nacer el cerebro de los seres humanos es muy inmaduro, consecuencia de su nacimiento precoz marcado por las necesidades derivadas del tamaño alcanzado y cambios metabólicos, más que por su madurez funcional. Este hecho justifica la pobreza sináptica neuronal, deficiente mielinización y la pobre capacidad funcional que presenta el córtex del recién nacido. El cerebro es un órgano especialmente diseñado para recibir estímulos externos, a través de los 5 sentidos, procesarlos y actuar en consecuencia. Dentro del útero el aflujo de estímulos es mucho  menos y más amortiguados que los que pueda recibir una vez fuera de la madre. La riqueza y variedad de estímulos que el recién nacido va a recibir desde el mismo nacimiento es enorme, logrando que la definitiva maduración neurológica se realice bajo la influencia de esta permanente fuente de estímulos o de manifestaciones socioculturales del medio donde ha nacido. Lo que ha ocurrido es un aumento cuantitativo de diversas áreas cerebrales, más que un aumento global de encéfalo. Pero este aumento, para constituirse en cualitativo y ser verdaderamente adaptativo, requiere tiempo y una cultura ambiental con características precisas.

¿Cómo ocurre todo esto?
La evolución dio lugar al característico y gran cerebro humano, este aumento de tejido neurológico necesitaría un paralelo aumento del tiempo para lograr su maduración o estructuración funcional definitiva; lo que es fácil de observar en las características neurológicas de los recién nacidos. La inmadurez neurológica, la gran plasticidad del sistema nervioso y la existencia de un tardío periodo crítico, son las características psicobiológicas que van a conferir al neonato un largo período de aprendizaje. Durante la infancia, juventud y madurez del ser humano se van a producir una serie de interrelaciones entre las características neurológicas anteriores y los estímulos externos de todo tipo (sociales, psicológicos, lingüísticos etc.). La consecuencia de tales hechos va a tener una gran trascendencia, como sería trasformar ese aumento cuantitativo de las áreas corticales asociativas en módulos funcionales, estructuración cualitativa o emergencias cognitivas. Las sociedades humanas, como creadoras de todas las estructuras socioculturales y de todos los componentes abstractos y simbólicos del lenguaje, son las responsables del desarrollo cognitivo de los recién nacidos. Sin embargo, al producirse de una forma casi imperceptible gracias a su alta capacidad de asimilación y/o aprendizaje que presenta nuestra especie, parece más una manifestación innata que una reorganización psicobiológica dependiente de las características del medio en el que se desarrolla.

Todas estas características se producen en todas las especies humanas, siendo en las que más se aprecia el fenómeno de la inmadurez en aquellas que tengan un volumen cerebral alto (HAM y Neandertales). No obstante, la posible diferencia cognitiva entre estas los poblaciones humanas, no reside sólo en el tiempo de desarrollo ontogénico, sino principalmente en las características neurológicas que van a acompañar al crecimiento cuantitativo (capacidad de sinapsis, proceso de mielinización, crecimiento de unas áreas corticales en detrimento de otras, periodo crítico diferente, etc.). El diferente tiempo de maduración ontológico indica sólo menos tiempo para organizar el cerebro a las influencias culturales, sociales, lingüísticas y tecnológicas. Pero no dice nada de su propia capacidad de absorción y estructuración en función de estas influencias medioambientales. Los tiempos de maduración ontogénicos y las propias características neurológicas y cognitivas de las dos poblaciones serían las responsables del diferente comportamiento que puede apreciarse entre los neandertales y los HAM.

La selección natural actúa sobre la totalidad de las características del individuo, así como sobre los condicionantes sociales en los que vive. En este sentido, la gran inmadurez de los recién nacidos humanos pudo superarse gracias a los cuidados maternos y a la acción conjunta de las sociedades humanas en las que nacieron. Sin embargo, las características ambientales (culturales, sociales, lingüísticas, tecnológicas, etc.) del periodo en los que reprodujo los aumentos cerebrales propios de los HAM y neandertales (no olvidar que se produjeron por separado) fueron las propias del Paleolítico Medio, diferentes a lo que se vería con posterioridad en el Paleolítico Superior. Esto indica que el desarrollo cerebral en un primer momento significó más gasto energético y social que beneficio adaptativo, pero al aumentar sus capacidades se fueron desarrollando poco a poco las características ambientales que con el tiempo producirían la emergencia cognitiva de estas poblaciones, y un poder adaptativo enorme.

La diferente evolución y desarrollo ontogénico de los HAM y neandertales indica diferentes capacidades cognitivas (por analizar y concretar) y un periodo de maduración menor por parte de los neandertales, lo que conductualmente conllevaría a distintos niveles de adaptación a las variaciones medioambientales (sociales, demográficas, logísticas, culturales, tecnológicas, etc.), lo que habría que analizar por medio de los parámetros de la Arqueología cognitiva, pues toda cultura es la manifestación del nivel y desarrollo de las capacidades cognitivas de sus creadores.

* CHANGEUX, J. P. (1985): El hombre neuronal. Espasa Calpe. Madrid
* GOULD, S. J. (1977): Ontogeny and phylogeny. Harvard University Press, Cambridge, Mass.
* HOLT, A. B.; CHEEK, D. B., MELLITS, E. D. y HILL, D. E. (1975): Brain size and the relation of primate to the non primate. En: Fetal and Postnatal Cellular Growth: Hormones and Nutrition. Ed. D. B. Cheek, 23-44. New York.

domingo, 14 de noviembre de 2010

El cerebro de neandertales y humanos modernos

Recientemente se ha publicado en la revista Current Biology un artículo sobre el cerebro de los neandertales y de los HAM (humanos anatómicamente modernos) al nacer, comparando anatomía en ese momento y evaluando su crecimiento durante su etapa posterior. Al nacer presentaban aproximadamente el mismo tamaño y morfología, es decir, eran muy similares. Pero durante el primer año se producía una variación anatómica que diferenciaba a las dos poblaciones humanas, configurando la característica estructura ósea adulta de cada uno de ellos.

El estudio se fundamenta en el análisis de los endomoldes (molde interno del cráneo en estudio) de los diversos fósiles que de ambas poblaciones existen en la actualidad, desde los recién nacidos hasta edades adultas. Los autores del programa indican que las diferencias observadas en el desarrollo del cerebro podrían reflejar los cambios en el circuito cerebral subyacente y, por tanto, la capacidad cognitiva dependiente de la organización interna del cerebro. Las conexiones entre las diversas regiones cerebrales que se establecen en los primeros años de vida son importantes para las funciones sociales, emocionales y comunicativas superiores. Al presentar diferencias en la estructura anatómica, es posible que se reflejase en la organización interna de los circuitos neuronales de los neandertales, por lo que es improbable que estos vieran el mundo de igual forma de cómo lo hacen los HAM.  

En el estudio se indica que la existencia de diferencias cognitivas entre HAM y neandertales es objeto de controversia entre paleoantropólogos y arqueólogos. Debido a que el rango de tamaños cerebrales en neandertales se solapa con el de los HAM, muchos investigadores han asumido que las capacidades cognitivas de las dos especies eran similares, lo que no se ajusta a lo indicado en este artículo. El cráneo de los neandertales continúa con las formas características de nuestro género (alargado), mientras que la forma de los HAM se hace más globulosa en las primeras etapas del desarrollo. Este hecho indica un desarrollo cerebral diferente en esta temprana edad, consecuencia de un aumento del volumen cerebral diferente. Hay que indicar que en estas etapas es el hueso del cráneo el que se adapta a los cambios anatómicos cerebrales, para tener un ajuste perfecto (dentro de los límites fisiológicos). Esto indica la existencia de dos desarrollos ontogénicos diferentes. Los investigadores continúan indicando que esta nueva visión del desarrollo del cerebro humano podría arrojar luz sobre los resultados de una reciente comparación de los genomas de HAM y neandertales. Especulan que se produjo una mutación del patrón ancestral del desarrollo cerebral en los inicios del Homo sapiens, cuya consecuencia fue la reorganización cerebral y las diferencias cognitivas asociadas a este nuevo patrón de crecimiento, constituyendo una selección positiva en los HAM.


Cráneos de Neandertal y Humano anatómicamente moderno
El tema no es nuevo, pues existe en la literatura científica diversos estudios que van en la misma línea de desarrollo. Incluso ha sido tratado en este blog en diversas estradas (El enigma Neandertal. A propósito de la ontogenia del Neandertal. El enigma Neandertal: Un poco de historia). Lo que parece quedar claro es que en estas dos poblaciones existieron dos formas de desarrollo ontogénico (crecimiento del sistema nervioso y del cuerpo a lo largo de la vida) diferentes, consecuencia de una evolución diferenciada, a partir de un ancestro común de más de 500.000 años de antigüedad. Esta separación mantenida por el aislamiento geográfico (África y Europa); el tiempo adecuado (500.000 años) para que tengan lugar cambios evolutivos importantes. La manifiesta diferenciación corporal (más allá de la variabilidad de espacie), parecen indicar la existencia de dos evoluciones diferentes. Esto justificaría la existencia de diferentes capacidades cognitivas, de complejo análisis por medio de la Arqueología.  

Los recientes datos obtenidos del ADN del Neandertal parecen indicar la existencia de cierto cruce de estas poblaciones en el Próximo Oriente durante el Paleolítico Medio, pero la ausencia del mismo durante el Paleolítico Superior en la que convivieron en Europa puede deberse a la existencia de diferentes desarrollos cognitivos (emocionales y racionales. Motivación) que dificultaran su relación social. El concepto de especie se limita a la descendencia común fértil, no dice nada sobre la necesidad de igualdad de otras capacidades (físicas y/o cognitivas. Hibridación entre neandertales y cromañones).  

El problema recae sobre la Arqueología, pues es la conducta general de cada población la que nos puede dar pistas sobre el resultado conductual del desarrollo de sus respectivas capacidades cognitivas. La Paleoneurología poco puede aportar en este sentido, pues sus bases de datos (endomoldes y comparaciones con cerebros actuales) sólo puede comprobar las diferencias anatómicas (como en el estudio) pero no funcionales. Sus manifestaciones teóricas se limitarían a establecer tales diferencias y establecer posibles tendencias conductuales, que siempre tendrán que comprobarse por la conducta desarrollada.  

Este problema, ya analizado en otras entradas (¿Quién creó el Paleolítico Superior?) sitúa la dialéctica actual sobre este periodo en una controversia en la que parece que interesa más mantener o demostrar teorías preestablecidas, que conocer la realidad de lo que pudo pasar. Que el Neandertal y los HAM son seres humanos muy desarrollados cognitivamente y con conductas complejas, entre las que se encuentran la simbólica (al menos en sus primeros desarrollos), creo que actualmente difícilmente se puede tener la menor duda de tal realidad. Pero, paralelamente, hay que admitir que son el resultado evolutivo de dos procesos aislados y separados geográficamente en más de 500.000 años, cuyo resultado no puede ser igual, aunque sí semejante. Lo más lógico es que sus respectivas conductas sean semejantes hasta que las diferencias cognitivas (emocionales y racionales) que evolutivamente hayan obtenido, les marque los límites o les lleven por caminos conductuales diferenciados. Ante el problema de tener que convivir en una misma zona geográfica (Europa), o se cruzaban (lo que parece que no sucedió) o uno de ellos emigraba o desaparecía.   

Las causas no son del calibre de ser más listo o menos tonto, sino que de la resultante del conjunto de sus capacidades cognitivas (insisto: tanto las racionales como las emocionales) en la supervivencia diaria como población, las de uno fueron más adaptativas que las del otro, lo que le condenó a su extinción (selección natural).  

Hay que insistir en comprender la realidad de las dos poblaciones, pues ni los neandertales eran como los HAM, ni estos pensaban y actuaban como las sociedades humanas modernas actuarían en épocas posteriores. Tener unas capacidades cognitivas no implica directamente su desarrollo, sino que este se produce gracias las características del medio ambiente (geográfico, climático, social, cultural, simbólico, lingüístico, etc.), las cuales hay que ir creando poco a poco, constituyendo el continuum característico de las evoluciones culturales humanas.

lunes, 1 de noviembre de 2010

El Chatelperroniense de Arcy-sur-Cure

Recientemente se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences una revisión sobre la cronología del Chatelperroniense de la Grotte du Renne (Arcy-sur-Cure. Francia). Su trabajo se ha realizado sobre la obtención de 31 nuevas dataciones obtenidas sobre diversas muestras de los niveles chatelperronienses. Para evitar posibles contaminaciones se han realizado nuevos métodos de filtrado y depurado de las muestras que, al menos en teoría, ofrecen mayor nivel de certeza en los resultados.

Los datos obtenidos presentan importantes problemas en la compresión de la cronología de estos estratos, pues se encuentran dentro de un amplio abanico cronológico (21.000-49.000 BP), quedando una tercera parte de las dataciones del Chatelperroniense fuera de su margen cronológico, lo que estadísticamente parece importante.



Este hecho ya se había visto en la clásica cronología (D´Errico et al. 1998) y que podemos ver en la tabla 1 (nivel IX OxA-3465: 45.100±2800 BP). Al calibrarse (INTCAL09) alcanzaba el rango de los 50.000 BP (tabla 2). Al ser una única fecha fuera de lo esperado se presupuso en una alteración del método o en una contaminación de la muestra, por lo que no desvirtuaba el abanico de fechas.


El nuevo abanico de dataciones radiométrica ofrece las misma paradojas, pero mucho más aumentadas, pues son un tercio de las mismas (33%) las que se escapan de las dataciones esperadas. Fechas que calibradas por el programa INTCAL09 las tenemos en la tabla 3.



Como era de esperar la interpretación de las mismas no coinciden. Los autores del estudio ven una mezcla evidente de niveles, y que las industrias auriñacienses (niveles superiores) con cronologías más modernas (35.000 BP) se introdujeron en niveles más profundos, alcanzando los del Chatelperroniense, incluso sobrepasándolo en profundidad. Las conclusiones prácticas son que este yacimiento no es adecuado para ser tenido como referencia del simbolismo del Chatelperroniense realizado por los neandertales.
Por su lado, Zilhäo defiende la tesis del simbolismo del neandertal y de este yacimiento como ejemplo del mismo. Indica que dos tercios de las dataciones son consistentes con el hecho de que los neandertales hicieron el Chatelperroniense. El resto, es decir, las dataciones extremas, podrían ser resultado de la contaminación, en lugar de la mezcla de objetos entre capas.

Las opuestas interpretaciones creo que van a realzar el debate que sobre este asunto persiste en la comunidad arqueológica. Sobre todo por la trascendencia que este yacimiento tiene en la tesis del simbolismo del Neandertal. Actualmente no se debe discutir la posibilidad de que este ser humano pudiera tener un simbolismo moderno (lo que habría que definir, tanto para los HAM como para los neandertales), sino que este fuera capaz de poder desarrollar las conductas simbólicas que se ven entre los HAM del momento (Auriñaciense). Si tenemos en cuenta que en el Chatelperroniense (claro representante de la cultura moderna de los Neandertales) los yacimientos que presentan adornos son sólo 6 (El simbolismo en el Chatelperroniense), y que de estos 6 el de Arcy-sur-Cure es claramente el más representativo con mucha diferencia con los demás (Cronologías de los adornos chatelperronienses), y que salvo el de Roche de Quinçay los demás tienen igualmente problemas estratigráficos o presentan una representación simbólica muy escasa.

Estadísticamente un tercio de posible error es mucho. Si además se añade la escasez de otros yacimientos que puedan suplir o corregir estos errores (ocurriendo lo contrario, pues existen problemas o controversias estratigráficas en varios de los pocos yacimientos conocidos con adornos de los neandertales), la precariedad de la base arqueológica sobre el simbolismo del neandertal se debilita, aunque no la elimina del todo, pues el yacimiento de Roche de Quinçay ofrece un testimonio arqueológico que siempre hay que tener en cuenta.


El trabajo de la Arqueología cognitiva no puede limitarse en decir si el Neandertal tenía capacidad o no de desarrollar un simbolismo moderno, cuando sus capacidades cognitivas, por pertenecer a su mismo género, serían muy similares a las de los humanosmodernos. Debe centrarse en dilucidad las posible diferencias que pudieron existir en las conductas que vemos en cada una de las dos poblaciones humanas. Para ello hay que utilizar los datos aportados en las anteriores entradas (Conducta simbólica humana y siguientes).

* D'ERRICO, F.; ZILHAO, J.; JULIEN, M.; BAFFIER, D. y PELEGRIN, J. (1998): Neanderthal acculturation in western Europe? A critical review of the evidence and its interpretation. Current Anthropology, 39 (supl.): 1-44.  
HIGHAM, T. et al. (2010): Chronology of the Grotte du Renne (France) and implications for the context of ornaments and human remains within the Châtelperronian. PANAS.