domingo, junio 04, 2017

La misteriosa atrofia del cerebro humano

Robert Bednarik
Se habla mucho del enorme aumento de tamaño del cerebro humano que era ya de 750 ml. al principio del Pleistoceno para llegar a doblarse después. En los últimos 800.000 años creció unos 7 ml. por cada 10.000 años. Pero se habla muy poco de que desde finales del Pleistoceno y durante el Holoceno el volumen endocraneal se ha ido reduciendo (y a una tasa 37 veces más grande que el aumento en la encefalización previo). Y se habla poco de ello porque esta reducción del volumen cerebral es un inconveniente ya que siempre se ha asociado mayor cerebro a mayor complejidad cognitiva y a mayor inteligencia y al éxito de nuestra especie, así que una atrofia del cerebro pone en entredicho los beneficios de la encefalización ya que no parece que la disminución de capacidad cerebral haya llevado aparejada una disminución en nuestras capacidades mentales, sino todo lo contrario. En esta entrada voy a comentar un artículo de Robert Bednarik que explica esta atrofia reciente (que tal vez empieza hace unos 40.000 años) del cerebro humano por un proceso de  domesticación de los humanos. La domesticación implica neotenización y la explicación de por qué esto no ha tenido un efecto negativo sería que el ser humano empezó a usar medios externos (exogramas lo llama Bednarik) para almacenar memoria, es decir que el cerebro humano habría descargado parte de su trabajo en recursos externos no biológicos. 

Algunos datos para empezar. Henneberg da las siguientes cifras en hombres tras el estudio de miles de cráneos:

Mesolítico: 1567 ml
Neolítico: 1496 ml
Edad de Bronce y de Hierro: 1468 ml
Época Romana: 1452 ml
Ala Edad Media: 1449 ml.
Baja Edad Media: 1418 ml.
Actualidad: 1391 ml.

En las mujeres se observa una reducción parecida desde 1502 ml. en el Holoceno temprano pasando por 1373 en el Neolítico hasta 1241 en la actualidad. También es sabido que los neandertales tenían grandes cerebros en el rango 1200-1900 ml. El comienzo de la reducción cerebral se sitúa aunque no es seguro hace 40.000-50.000 años. Hay que decir que esta atrofia cerebral no se ha detectado sólo en Europa sino que ha ocurrido también en Africa, China e incluso Australia. Hay que decir también que esta disminución de tamaño no se puede explicar por disminución del tamaño corporal, por deriva genética ni por cambios climáticos, ni por los cambios dietéticos subsiguientes a la agricultura porque la atrofia precede a la agricultura. 

No se sabe a ciencia cierta la causa de la atrofia pero Bednarik propone la hipótesis de la domesticación. En animales domesticados se produce también una disminución del cerebro. Por ejemplo los lobos tienen un cerebro un 10% más grande que los perros, las llamas y alpacas un 17% menos que los guanacos, un 16% menos el caballo domestico respecto al salvaje y un 34% en los cerdos. Otros cambios físicos debidos a la domesticación incluyen cambios en los ciclos reproductivos, menor número o acortamiento de vértebras, colas rizadas, pérdida de pelo, ojos más grandes, frente redonda y un hocico más corto. Parece también que se ha producido un proceso de gracilización ósea, disminución del aparato masticatorio y pérdida de robustez comparado con los ancestros. En conjunto, un proceso de mayor neotenia.

También se producen cambios psicológicos o conductuales: más conducta de juego, más plasticidad conductual (si comparamos la conducta juvenil de un perro con la de un lobo) y la reproducción deja de ser estacional. Incluso la homosexualidad exclusiva podría ser atribuida a la domesticación según el artículo. Durante milenios se habría ido seleccionando a los humanos más pro-sociales y se habría ido castigando a los más antisociales que por un proceso de selección sexual no habrían sido seleccionados y no habrían transmitido sus genes a la siguiente generación.

Vamos a ver ahora la segunda parte de la hipótesis. ¿Por qué no ha tenido consecuencias negativas esta atrofia cerebral? Imaginemos un ordenador. El tamaño de la memoria del ordenador puede ser reducido si parte de los contenidos pueden ser almacenado en el exterior, en discos duros externos u otros dispositivos. De la misma manera, Bednarik propone que si algunas funciones de almacenamiento cerebral se transfieren a dispositivos externos el tamaño del cerebro se puede reducir sin que disminuya su eficacia. Estos dispositivos externos es lo que Bednarik llama exogramas. El término exograma se construye por contraposición al de engrama, que fue propuesto por Richard Semon hace más de un siglo. Un engrama es un rastro de la memoria, una alteración plástica en el tejido neural que es donde se almacenarían los recuerdos (cosa que no se ha encontrado, dicho de paso).

La idea de almacenar recuerdos en dispositivos externos como “simbolismo”, la de utilizar una “corteza sustitutoria” se puede rastrear hasta Platón que ya se quejaba del efecto negativo que podía tener la escritura: “si los hombres aprenden a escribir se implantará el olvido en sus almas, dejarán de ejercitar la memoria porque se apoyarán en lo que está escrito recordando las cosas no por recuperación de los recuerdos desde dentro de ellos mismos sino a partir de marcas externas” (parece que Platón ya intuyó el concepto de neuroplasticidad). El caso es que las pinturas en las cuevas, uso de pigmentos en general, inscripciones, protoesculturas, cuentas y abalorios, petroglifos  y otros simbolismos  serían equivalentes a los engramas y fue Donald en 1991 el que los llamó exogramas. Unos exogramas especiales serían los que componen el lenguaje. 

En definitiva el uso de exogramas es la principal diferencia entre humanos y el resto de animales. El registro arqueológico indica que la utilización de exogramas aumenta a lo largo del Pleistoceno acelerándose hace unos 40.000 años y la utilización de exogramas coincide en el tiempo con la disminución del tamaño del cerebro. Si se usan exogramas la capacidad puramente biológica del cerebro ya no es la que dicta los límites de la cognición, memoria y comunicación. Ni hace falta decir que este proceso es autocatalítico y una vez que se pone en marcha se retroalimenta exponencialmente. Sea como sea, la hipótesis de que la atrofia cerebral, la neotenización y el aumento de los exogramas  están relacionados se puede testar y falsificar. Pero lo que no se puede es clarificar cuál es la causa y cuál es el efecto. ¿Es la autodomesticación humana o la necesidad cada vez menor de poder cerebral la responsable de la reducción del volumen craneal? Ambos factores serían atribuibles en última instancia al surgimiento y desarrollo de la cultura. La explicación por la que se inclina Bednarik es que los humanos fueron afortunados en que justo en el mismo momento en que la domesticación afectaba al tamaño cerebral su cultura llevara a una explosión de almacenamiento extracraneal. Para Bednarik la hipótesis de la domesticación es la explicación mas sencilla de cómo los humanos han llegado a ser lo que son.

@pitiklinov

Referencia:












7 comentarios:

Tay dijo...

En mi opinión esos exogramas no pudieron tener el peso necesario para tal cosa, veo muy reducido el volumen de información que se podía dejar en ellos (muy al contrario de lo que ocurre hoy en día).

Creo que el origen podría estar mucho más probablemente en la sociedad, sin exogramas de por medio. Los insectos sociales ven reducido su cerebro y no necesitan exogramas, lo único que hace falta es división de labores. Si no tienes que realizar todas las labores necesarias para la supervivencia tampoco necesitas ser capaz de especializarte en todas.

Hace unos días compartía esto por twitter
https://www.youtube.com/watch?v=LIoIu1f7qdE

Una hípotesis de Tecumseh Fitch sobre el posible origen fisiológico de la domesticación, la pena es que lo explica todo menos la reducción del cerebro.

Pitiklinov dijo...

Estoy de acuerdo, salvo que el registro arqueológico y fósil esconda secretos y haya más exogramas por ahí o que incluso la explosión de la mente humana empezara antes, hace unos 100.000 años: http://nautil.us/issue/40/learning/the-modern-mind-may-be-100000-years-old Tal vez así diera tiempo a una cultura acumulativa mayor...

Otro problema que veo es el del lenguaje. El lenguaje escrito sí depende de exogramas pero el hablado corre sobre el cerebro biológico y yo intuyo que el lenguaje supone más carga para el cerebro y no menos. No sé cómo encaja eso en el cuadro global...

plazaeme dijo...

Muy interesante y muy bien contado, gracias.

Le veo chicha a la pega de Tay. Salvo que, efectivamente, le llamamos exograma al lenguaje. Supongo que nada impide un salto cualitativo en el lenguaje en esas fechas, sin que sepamos nada de él. Y no veo por qué no puede ocurrir sin aumento del cerebro, y facilitando su disminución. No es difícil pensar en un salto funcional en el lenguaje que produzca, por ejemplo, más "ideas" con menos palabras. ¿Qué sería lo que ocupa más volumen en el cerebro; las ideas o las palabras?

Con lo que no estoy muy de acuerdo es con esto:

- ¿Por qué no ha tenido consecuencias negativas esta atrofia cerebral?

¿Y cómo sabemos que no las ha tenido? Puede ocurrir que la supervivencia *individual* (aislado, o una sola famila) de un paleolítico fuera muy superior a la de un microcéfalo más moderno. Y es que lo de "negativas" en "consecuencias negativas" viene muy cargado.

plazaeme dijo...

A mi me parecen muy convincentes estas teorías de la auto-domesticación. Se me ocurrió antes de que se propusieran, en cuanto vi la comparación perro = lobo juvenil (o infantilizado). Me saltó de inmediato: ¡coño, y los humanos!

Pero el asunto tiene mucho morbo socio-político por detrás. Pongamos las últimas elecciones USA, con su marcado acento de división de la humanidad en dos tipos. La tipologá del que ganó no ofrece el menor problema. Los deplorables que decía Hillary. La imagen que de ellos tienen en la cabeza los que perdieron, es clara y universal: neandertales. Hasta usan muy frecuentemente la expresión.

Pero, ¿y los otros? Si uno mira los epítetos que se les dedican, no saca nada en claro. Regresive-left, snowflakes, y todo eso. Pero si suma el significado de esos adjetivos, y atiende a las "acusaciones" (descripciones) que hacen los deplorables de ellos, para mi surge una sola palabra que invade (y explica) todo el campo: kindergarten. Y todo el mundo lo pilla a la primera. Estás hablando de tribus políticas, y dices kindergaten, y no hay nadie que tenga la menor duda de lo que estás diciendo, en ningún idioma.

Parece una notable -y terrible- sugerencia de que el proceso de intantilización (y microcefalización) podría no haber parado.

Disculpas por la excursión lateral. Pero tal vez no esté del todo injustificada dentro del tema. A pesar del humor político, por el que pido perdón.

ebruner dijo...


Personalmente encuentro muy interesantes las dos ideas, la de la domesticación y la de los exogramas … Interesantes, estimulantes, y perfectamente sensatas. Pero hay que recordar algunos puntos …

Primero, no hay todavía evidencia clara de la relación entre tamaño cerebral y capacidad cognitiva (a nivel intra-especifico, pero sobre todo a nivel filogenético). Quizás hay un poco más de confianza en el tamaño cerebral relativo (relativo al tamaño del cuerpo, por ejemplo), pero tampoco hay certezas. En fin, esto del tamaño cerebral como índice de capacidad cognitiva se ceba más de mantras y cultura popular que no de evidencias científicas, con lo cual hay que andar con cuidado …

Segundo, ojo que todos estos australianos tienen una visión de la evolución todavía un pelín “vieja escuela” … Multiregionalistas, a menudo incluyen los neandertales en nuestra especie, y hasta en los cálculos de promedios y variaciones métricas … Si incluyes el cabezón de los neandertales en nuestro promedio, evidentemente estás aumentando la diferencia en tamaño cerebral …

Tercero, aunque valoro mucho la propuesta de Bednarik, hay que recordar que las alternativas siguen de pié. Que haya habido una disminución del tamaño del cuerpo es patente, por lo menos a nivel de evidencia paleontológica. Ahora, otra cosa que los números son pobres (pocos individuos) y no se pueda probar estadísticamente nada, ni en un sentido ni en otro. Se propuso que la disminución del tamaño del cerebro pueda haber sido consecuencia de una general disminución del tamaño del cuerpo, por razones energéticas (hormonas etc) y/o genéticas (menor selección para capacidad física), en ambos casos a raíz de cambios ecológicos (agricultura …). Las dos hipótesis siguen de pié por lo menos porque es muy difícil, a nivel de paleoantropología, poder llegar a una conclusión definitiva.
Ahora, la hipótesis de Bednarik tiene una ventaja importante: no necesitamos fósiles, y se puede valorar estudiando las poblaciones históricas … más cognición extendida fuera del cráneo, menos cerebro necesario … Hasta se podría intentar cuantificar entre generaciones …

Antonio Fernández Porrúa dijo...

La clave es la redundancia.

Necesitaban cerebros mayores para poder sobrevivir a infecciones, fiebres, insolaciones, hambrunas...

Ya no necesitamos tener tantas neuronas extra como teníamos antes.

Anónimo dijo...

Buenos dias.
El consumo energetico del cerebro humano es enorme, por lo que su disminucion de tamaño (no equiparar a atrofia, concepto que no tiene que ver con el tamaño cerebral, sino con su disminucion patologica en un individuo concreto), es positiva y útil a la evolucion en cuanto disminuye la morbimortalidad materno-infaltil por distocias, aminora el peso de la cabeza y su repercusión sobre la frágil columna cervical de los humanos, E incluso posibilitaria una minima disminucion del volumen minuto de sangre que consume.
Recordemos que el cerebro consume los mismos recursos en estado de vela y de sueño, porque en ambos casos está trabajando (eso si, en tareas diferentes, pero que precisan el mismo flujo de nutrientes, del mismo modo que el trabajador del almacen, el empleado de la limpieza, el obrero que fabrica y el artista que hace ceramicas han de comer y beber similares cantidades de nutrientes). Durante el sueño, el cerebro limpia, almacena, y ordena (por orden de importancia cuantitativa).
La proporcion de cincunvoluciones con respecto al volumen cerebral sí es definitoria de un cortex mas evolucionado, pero, en realidad es el número y la calidad de las conexiones neuronales lo único verdaderamente decisivo; la disimilitud de volumen cerebral entre varones y mujeres es el paradigma que lo demuestra.
Y, como una anecdota final, confieso que no puedo dejar de creer, desde hace varios decenios, que una de las razones de peso de la extincion de los Neandertales fué su excesivo tamaño cerebral-craneal.
Pepe Prego.
Malaga.