¿Cómo ha evolucionado el cerebro desde que comenzó la vida?

Answer 1

Cuando comenzó la vida no había cerebro. Así que el cerebro ha evolucionado esencialmente de la nada.

Incluso los organismos unicelulares tienen algo de inteligencia, incluida la capacidad de encontrar y orientarse hacia los alimentos, y en algunos casos, la memoria primitiva. Estos comportamientos se implementan a través de vías bioquímicas, ya que solo los organismos multicelulares tienen un sistema nervioso.

Los gusanos tienen un cerebro muy primitivo.

Figura: Sistema nervioso del gusano que muestra el “anillo nervioso” (anillo rojo) en la cabeza, la versión del gusano de un cerebro. Este gusano es C. Elegans , que tiene 302 neuronas en su sistema nervioso.

Los insectos tienen sistemas nerviosos, pero también apenas tienen un cerebro. Lo que tienen en cambio son numerosas protuberancias en todo su sistema nervioso llamadas “ganglios” que son centros de procesamiento de información que satisfacen las necesidades básicas de supervivencia del animal. Los insectos tienen una red compleja de ganglios en su cabeza, ya que es donde se ubican la mayoría de los órganos sensoriales (ojos, antenas para olfato, palpadores, boca), y este complejo de ganglios es algo así como un protocerebro.

Figura: Insecto del sistema nervioso (círculos rojos). verde = cerebro; azul = cuerpo ganglio.

Los peces tienen cerebros muy básicos en su cabeza. Los cerebros se hacen cada vez más grandes y complejos a medida que la evolución avanza a través de los reptiles, aves y mamíferos.

Los cerebros de las aves se han estudiado ampliamente porque se cree que el proceso de aprendizaje de la canción es paralelo al aprendizaje de idiomas en los seres humanos. La arquitectura general del “cerebro aviar” (los neurocientíficos evitan el insultante término “cerebro de ave”) es casi irreconocible en comparación con el cerebro humano y, sin embargo, se ha rastreado la evolución de varios componentes hacia los del cerebro humano y se han trazado “mapas homólogos. “Se han resuelto.

Figura: Cerebro de pájaro cantor (cerebro aviar). Las regiones y las flechas muestran el camino neuronal para el aprendizaje de canciones, un sistema modelo para la adquisición del lenguaje humano.

Los cerebros de todos los mamíferos son estructuralmente básicamente iguales, variando solo en el tamaño del cerebro y el tamaño relativo de las partes clave. Los cerebros de ciertas ballenas son 6 veces más grandes que los humanos. Lo que distingue principalmente al cerebro de los primates, y especialmente al cerebro humano, es el alto tamaño del cerebro en relación con el peso corporal total, y especialmente el tamaño desproporcionado de la corteza cerebral (la parte externa del cerebro) que es fundamental para la cognición, el lenguaje y la pensamiento. La corteza cerebral se envuelve y cubre el resto del cerebro. En realidad, es una lámina esférica de neuronas, pero crece tan grande en humanos durante el desarrollo del embrión que se arruga y “arruga” para que quepa dentro del cráneo.

Figura: Cerebro humano que muestra el sistema límbico (áreas etiquetadas, normalmente no visibles) responsables de las emociones, los instintos y la memoria episódica. También se muestra la corteza cerebral (región circundante anaranjada) responsable de la cognición, el lenguaje, la visión, la audición, la planificación de la acción y la representación del conocimiento.

El cerebro de cada especie está optimizado para las necesidades únicas de esa especie. Los ratones tienen un área especial del cerebro para el mapeo espacial con sus bigotes (la “corteza del barril”); los murciélagos tienen un área del cerebro especializada para la ecolocación (visión mediante ecos de sonido); y las aves tienen varias regiones especializadas para el canto-aprendizaje. En los seres humanos, hasta 2/3 del cerebro está involucrado en la visión de alguna manera, mientras que ciertos roedores que viven permanentemente bajo tierra prácticamente no tienen ninguna región visual del cerebro. Los perros tienen un área del cerebro olfativo inusualmente grande para ayudar con su agudo sentido del olfato, mientras que los gatos que necesitan cazar tienen la red visual del cerebro más avanzada en segundo lugar solo después de los primates.

Desafortunadamente, los científicos no saben realmente cómo eran los cerebros hace más de 200 millones de años. Todas las especies vivas en la actualidad han estado en continua evolución, y todos los cerebros que han sido estudiados son igualmente “modernos”. Debido a que los tejidos blandos no se fosilizan, nuestras mejores conjeturas se deducen de los animales que nos rodean junto con el conocimiento de los puntos de bifurcación en la historia evolutiva.

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Answer 2

Una tendencia importante de la evolución del cerebro es la diferenciación. Básicamente significa que una región que maneja diferentes tareas puede, con el tiempo, evolucionar en dos regiones, especialmente si las demandas de la tarea fueron diferentes: diferentes en conexiones, tasa de cambio, mecanismos de control, etc.

Esta diferenciación puede ocurrir gradualmente, y debido a que está anclada en demandas de tareas, los cambios aleatorios pueden converger a través de la selección natural y ofrecer más capacidades que beneficien la supervivencia del organismo.

Con respecto a los cambios más recientes en el cerebro, el neocórtex, una vez que un órgano contenía algunas áreas que emergen de los ganglios basales y está compuesto principalmente de las regiones olfativas primitivas y áreas simples para la percepción sensorial y el control motor voluntario, se ha diferenciado en muchas regiones diferentes que en Los primates forman la mayor parte del volumen del cerebro.

Answer 3

Aquí hay un artículo sobre la evolución del cerebro.
Fuente: ¿Cómo ha evolucionado el cerebro humano?

Los humanos son conocidos por tener grandes cerebros deportivos. En promedio, el tamaño de los cerebros de los primates es casi el doble de lo que se espera para los mamíferos del mismo tamaño corporal. A lo largo de casi siete millones de años, el cerebro humano se ha triplicado en tamaño, y la mayor parte de este crecimiento se produce en los últimos dos millones de años.

Determinar los cambios cerebrales a lo largo del tiempo es complicado. No tenemos cerebros antiguos para pesar en una balanza. Sin embargo, podemos medir el interior de cráneos antiguos, y algunos fósiles raros han conservado moldes naturales del interior de cráneos. Ambos enfoques para observar cráneos tempranos nos dan evidencia sobre los volúmenes de cerebros antiguos y algunos detalles sobre el tamaño relativo de las principales áreas cerebrales.

Para los dos primeros tercios de nuestra historia, el tamaño de los cerebros de nuestros antepasados ​​estaba dentro del rango de los de otros monos que viven hoy. La especie del famoso fósil de Lucy, Australopithecus afarensis , tenía cráneos con volúmenes internos de entre 400 y 550 mililitros, mientras que los cráneos de chimpancé tienen alrededor de 400 ml y los gorilas entre 500 y 700 ml. Durante este tiempo, los cerebros de Australopithecine comenzaron a mostrar cambios sutiles en la estructura y la forma en comparación con los monos. Por ejemplo, el neocórtex había comenzado a expandirse, reorganizando sus funciones desde el procesamiento visual hacia otras regiones del cerebro.

El último tercio de nuestra evolución vio casi toda la acción en el tamaño del cerebro. Homo habilis , el primero de nuestro género Homo que apareció hace 1.9 millones de años, vio un modesto salto en el tamaño del cerebro, incluida una expansión de una parte del lóbulo frontal relacionada con el lenguaje llamada área de Broca. Los primeros cráneos fósiles de Homo erectus , hace 1,8 millones de años, tenían cerebros con un promedio de algo más de 600 ml.

Desde aquí, la especie se embarcó en una marcha lenta hacia arriba, alcanzando más de 1,000 ml por 500,000 años atrás. Los primeros Homo sapiens tenían cerebros dentro del rango de personas en la actualidad, con un promedio de 1,200 ml o más. A medida que nuestra complejidad cultural y lingüística, las necesidades dietéticas y la destreza tecnológica dieron un paso significativo en esta etapa, nuestros cerebros crecieron para adaptarse a los cambios. Los cambios de forma que vemos acentúan las regiones relacionadas con la profundidad de la planificación, la comunicación, la resolución de problemas y otras funciones cognitivas más avanzadas.

Con cierta ironía evolutiva, los últimos 10,000 años de existencia humana en realidad encogieron nuestros cerebros. La nutrición limitada en las poblaciones agrícolas puede haber sido un importante motor de esta tendencia. Sin embargo, las sociedades industriales en los últimos 100 años han visto un aumento en el tamaño del cerebro, ya que la nutrición infantil aumentó y la enfermedad disminuyó. Aunque el pasado no predice la evolución futura, una mayor integración con la tecnología y la ingeniería genética puede catapultar al cerebro humano a lo desconocido.