domingo, 1 de marzo de 2015

Genética de la evolución neurológica. Consecuencias arqueológicas

Las Arqueología es la ciencia que estudia, entre otras cosas, la conducta humana en el pasado. Por otra parte, creo que hay un amplio consenso en admitir que la conducta es el resultado de la actividad cerebral dentro de cada medio ambiente, y que las características de tal actividad dependen a su vez de las capacidades cognitivas adquiridas evolutivamente. Por tanto, la compresión de los mecanismos evolutivos del cerebro es de gran importancia en el análisis de la conducta de nuestros antepasados. Es en este contexto (mecanismos evolutivos del cerebro) donde recientemente se ha producido un gran avance, pues se ha podido determinar cuál es el gen que determina el crecimiento de la corteza cerebral, así como determinar su forma de actuación. Sus consecuencias sobre el estudio de la conducta humana parecen importantes.

Modelo multifactorial de la evolución donde la acción
de los genes reguladores u Hox son muy importantes  
Científicos del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética (Dresde) y de Antropología Evolutiva (Leipzig) (Marta Florio et al. 2015), han conseguido identificar qué gen participa en el proceso evolutivo de la corteza cerebral. Y para comprobar su actuación lo implantaron en el embrión de los ratones para ver los resultados. Intentaron encontrar un gen que fuera el responsable del aumente evolutivo del córtex cerebral. El desarrollo embrionario de la corteza cerebral o corticogénesis se produce en el ser humano a partir de la sexta semana de vida intrauterina, siendo la hipótesis de la unidad radial la más extendida y aceptada que tenemos sobre su desarrollo embriológico (Flórez, et al. 1999; Rakic, 1988, 1990, 1995) (El gen de la evolución cerebral: psicobiologíafuncional).

Para este fin compararon la actividad de todos los genes que se expresan en esas células, tanto en fetos de ratón como humanos. Han hallado 56 genes con estas características y que no existen en el ratón. De ellos, solo uno pasó las pruebas de especificidad más exigentes, es el llamado ARHGAP11B. Muchas han sido las pruebas que indican al ARHGAP11B como un regulador de la proliferación de las células precursoras del córtex. Destaca una de ellas, como fue su implantación en el cerebro embrionario de un ratón, con un resultado espectacular. Se comprobó que las células progenitoras de la glía radial del ratón embrionario prolongaron el tiempo del proceso de formación cortical, causando un crecimiento del córtex allí donde el gen está activo artificialmente. Incluso aparecieron indicios de girificación, es decir, de los plegamientos y circunvoluciones típicos del cerebro humano. En el ratón el gen responsable de este control cortical es el ARHGAP11A, el cual en un preciso momento evolutivo mutó al ARHGAP11B que ya conocemos en los humanos, tanto entre nosotros como entre los Neandertales y Denisovanos, pero no está en el chimpancé, y por tanto surgió después de que nos separáramos de su linaje. Evidentemente, se trata de la acción y evolución de un gen regulador u Hox, tan importantes en nuestra evolución. 

Consecuencias arqueológicas

Este descubrimiento pone en manifiesto las características de nuestra evolución neurológica, por lo menos las relativas al córtex cerebral. Este aumento es básicamente cuantitativo, es decir, se produce un aumento de la neuronas que van a formar la corteza cerebral, pero de una forma no definida ni estructurada. Su posterior configuración funcional se realiza en base a las entradas de la información externa, es decir, que su reorganización como mecanismo productor de nuestra conducta se realiza en función de la entrada de información del medio en el que vive el nuevo ser al nacer.

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, imprescindible para la adquisición de la conducta que nos caracteriza. Sin embargo, este aprendizaje presenta unas características diferentes a lo que se entiende como tal. Si la maduración cerebral depende en gran parte de la influencia medioambiental, más que aprendizaje deberíamos de hablar de estructuración neurológica funcional, por lo menos en las áreas de asociación terciarias, donde van a residir las funciones cognitivas que más nos caracterizan. Este es el fundamento psicobiológico de la Arqueología cognitiva (Estructuralismo funcional), el cual permite analizar la conducta humana con unas característica que limitan y encauzan los desarrollos cognitivos y conductuales de los diversos homínidos de nuestro linaje. De estas características evolutivas del cerebro humano se deducen una serie de condiciones que pueden aplicarse al estudio de nuestra conducta en el paleolítico:

- La evolución biológica nos va dotando de unas capacidades funcionales innatas (capacidades cognitivas elementales o básicas) de origen evolutivo como son la memoria, funciones ejecutivas (memoria de trabajo, planificación, flexibilidad, monitorización e inhibición) atención, motivación, creatividad, razonamiento, percepción, etc. Su repercusión en la conducta no sólo depende de su potencialidad efectiva, sino del desarrollo de las mismas (desarrollo cognitivo).

- Cuando la evolución neurológica sea adecuada y las características ambientales adquieran el nivel suficiente puede producirse la manifestación de nuevas capacidades de naturaleza sociocultural, las cuales sólo existían como potencialidad. Son las capacidades cognitivas emergentes o superiores (p. e. la conducta simbólica, la autoconciencia, lenguaje, escritura, etc.). Para este desarrollo cognitivo emergente es necesario alcanzar unos determinados niveles de desarrollo demográfico, socioeconómico y tecnológico (Vygotsky 1979; Tomasello 2007; Ardila y Ostrosky-Solís 2008; Malafouris 2008; Renfrew 2008).

- Cualquier acción individual o social incluye un componente emocional (Ardila y Ostrosky-Solís, 2008), el cual tiene una importante base innata. Por tanto las capacidades cognitivas tienen un carácter racional y emocional, estando íntimamente interrelacionadas.

- La existencia de un lenguaje (primera conducta simbólica) es condición necesaria, aunque no suficiente, para la formación, desarrollo y transmisión de todas las conductas simbólicas.

- Los conceptos que van a configurar la conducta humana en todos sus niveles deben adquirirse de la observación del medio ambiente en el que viven. Su realización se produce de la propia naturaleza, de las características sociales de los grupos humanos, del acervo cultural que se pueda transmitir de generación en generación y de las propias conclusiones que, partiendo de los anteriores presupuestos, pudieron adquirir los humanos de ese periodo. En este aspecto destaca sobre todo el lenguaje, al que hay que añadir cualquier otro soporte de información (manifestaciones gráficas, ritos, mitos, escritura, etc.).

- El desarrollo socioeconómico y demográfico de cada población es fundamental para su diferenciación social e individual (autoconciencia reflexiva). A su vez, el desarrollo de la autoconciencia (social, personal socializada, personal independiente) conlleva al desarrollo tecnológico y simbólico de las poblaciones que logren alcanzar un nivel adecuado, pudiendo establecerse una correlación entre ambos procesos. El desarrollo cognitivo siempre estaría ligado al desarrollo demográfico, social, cultural y lingüístico.

- Las características medioambientales (demográficas, socioeconómicas, tecnológicas, etc.) siempre son diferentes en cada tiempo y lugar. El global desarrollo histórico de la evolución cultural, cognitiva y simbólica es un continuum con aspecto de heterogeneidad temporal y espacial. En este continuum se producen diversos estados intermedios, pues depende de varios factores interconectados (capacidades y desarrollo cognitivos, lenguaje previo, medioambiente sociocultural, etc.). De ellos podemos tener conciencia de su existencia, pero no de sus precisas características.

- La evolución cultural y simbólica es acumulativa, pues en su desarrollo utiliza anteriores conceptos (simbólicos o no) más elementales, pero imprescindibles para toda evolución cultural. Para su logro es necesario estabilidad demográfica que facilite su perduración, transmisión generacional y progreso.

- Los componentes básicos de la conducta simbólica humana que constituyen su evolución cultural y cognitiva son la individualidad social y personal o autoconciencia (adornos, presencia de pinturas, arte, etc.), y los conceptos del tiempo (conducta mediada por procesos temporales) y del espacio (conducta dependiente del factor geográfico). Todos estos conceptos tienen un desarrollo heterogéneo en el tiempo y en el espacio.

- El desarrollo cultural y cognitivo humano sólo pueden conocerse por medio de los datos que nos aportan los yacimientos arqueológicos, que son un reflejo de su conducta. Si con el tiempo y nuevos descubrimientos se producen cambios sustanciales en los datos a interpretar, se procedería a realizar una nueva interpretación de los mismos con los premisas de la Arqueología cognitiva.


Con estas características es fácil deducir la clave de la gran capacidad de adaptación humana a todos los ambientes de nuestro planeta. Genéticamente se basa en la acción del gen ARHGAP11B que produce un aumento cortical indiferenciado. A su vez, esta indiferenciación permite que su estructuración funcional se realice en función de las características del medio ambiente en el que se nace, con independencia de sus características ambientales, sociales, demográficas, etc. Al nacer y vivir en ese ambiente, el niño lo hace suyo y puede desarrollar su actividad humana con la normalidad del que siempre ha vivido en esas condiciones, sin echar en falta otras cualidades medioambientales existentes en otros lugares.


* Ardila, A.; Ostrosky-Solís, F. (2008): “Desarrollo Histórico de las Funciones Ejecutivas”. Revista Neuropsicología, Neuropsiquiatría y Neurociencias, 8 (1), pp. 1-21.
* Flórez, J. et al. (1999): Genes, cultura y mente: una reflexión multidisciplinar sobre la naturaleza humana en la década del cerebro. Servicio de publicaciones de la Universidad de Cantabria. Santander.
* Malafouris, L. (2008): Between brains, bodies and things: tectonoetic awareness and the extended self. Phil. Trans. R. Soc. B 363, pp.1993-2002.
Marta Florio, Mareike Albert, Elena Taverna, Takashi Namba, Holger Brandl, Eric Lewitus, Christiane Haffner, Alex Sykes, Fong Kuan Wong, Jula Peters, Elaine Guhr, Sylvia Klemroth, Kay Prüfer, Janet Kelso, Ronald Naumann, Ina Nüsslein, Andreas Dahl, Robert Lachmann, Svante Pääbo, and Wieland B. Huttner (2015): “Human-specific gene ARHGAP11B promotes basal progenitor amplification and neocortex expansion”. Science, 347 (6229): 1465-1470.
* Rakic, P. (1988): “Specification of cerebral cortical areas”. Science, 241: 170-6.
* Rakic, P. (1990): “Principles of neural migration”. Experientia 46: 882-891.
* Rakic, P. (1995): “Evolution of neocortical parcellation: the perspective from experimental neuroembryology”. En Origins of the human brain. Changeux, J. P. y Chavaillon J. (Eds.). Clarendon Press. Oxford.
* Renfrew, C. (2008): “Neuroscience, evolution and thesapient paradox: the factuality of value and of the sacred”. Phil. Trans. R. Soc. B 363, pp. 2041-2047.
* Tomasello, M. (2007): Los orígenes culturales de la cognición humana. Buenos Aires. Amorrortu.
* Vygotsky, L. S. (1920): El desarrollo de los procesos psicológicos superiores. Crítica. 1979. Barcelona.