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¿De dónde viene el cerebro humano?

Uno de los más grandes enigmas de la evolución humana es el porqué de nuestro enorme cerebro. Somos muy diferentes al resto de los animales, incluidos nuestros parientes primates. ¿Cómo y por qué es que llegamos a tener un cerebro tan grande en relación al tamaño de nuestro cuerpo?




Nota publicada originalmente en la revista Muy Interesante, España. Agosto, 2022. Nº 495.

Si un hipotético científico extraterrestre mirase fotos de todos los primates, habría uno que destacaría por dos obvias razones: la primera, va desnudo, sin pelaje; la segunda, es muy cabezón, en proporción con el tamaño del cuerpo. 

Según el índice de encefalización, que relaciona el peso del cerebro con el de todo el cuerpo de una especie, somos los ganadores. Tenemos un índice de 7,4, seguidos de cerca por los delfines con un 5,3, y nuestro pariente primate más cercano, el chimpancé, está lejos con un 2,5, es decir, tres veces menos que los humanos. 

Se sabe que la diferencia de tamaño está relacionada con la inteligencia, lo que nos convierte en el animal más inteligente del planeta. Sin embargo, es importante explicar cómo y por qué llegamos a tener semejante cerebro, ya que, a pesar de los beneficios obvios, también tiene contras. Algo tan grande, en relación al tamaño del cuerpo, consume mucha energía. 

A pesar de que el cerebro tan sólo representa un 2 % de nuestro peso total, le destinamos entre un 18 y un 25 % del presupuesto energético. Otros primates, por ejemplo, apenas si le dedican un 10 %. Como vemos, ese gran protagonista que ayuda a leer estas líneas, comprenderlas y almacenarlas, necesita dar muchas explicaciones sobre cómo y por qué obtuvo semejante tajada del presupuesto energético.

De dónde viene

El cerebro ha recorrido un largo camino evolutivo desde sus modestos inicios. Para hacernos una idea de cómo era en los seres vivos de hace unos 1500 millones de años, pensemos en unos invertebrados marinos con forma de saco, que se pueden comparar con los celentéreos de hoy en día, que apenas cuentan con un conjunto de células nerviosas que permiten reacciones simples. 

La evidencia más antigua de algo más similar a un cerebro es de hace unos 520 millones de años, perteneciente a una criatura llamada Kerygmachela de apenas unos 17 cm de largo, descubierta en Groenlandia en 2019. Apenas tenía el ganglio cerebral conocido como protocerebro con nervios ramificados hacia los ojos.

El camino hacia un cerebro tan especializado como el nuestro se iniciaría hace unos 65 millones de años, tras la desaparición de los dinosaurios, de la mano de aves y mamíferos. Los dos grupos de animales que hoy en día tienen el índice de encefalización más alto. 

Dentro de los mamíferos, serían los primates los que llevarían cada vez más lejos esa tendencia evolutiva, con el ser humano como mayor exponente. ¿Ahora, cómo y por qué sucedió esto?

Los primates comenzaron a colonizar los árboles hace unos 55 millones de años. Pero, un grupo de ellos volvió a la tierra y la evolución los fue adaptando a ser cada vez más eficientes en ese estilo de vida. Se trata de los hominoides, que ya hace unos 20 millones de años iniciaron dos tendencias evolutivas que llegarían hasta nosotros. Una es la de caminar en dos patas, y la otra es el aumento del índice de encefalización con respecto a otros primates. 

Pero, gracias a los fósiles descubiertos en África, podemos observar el tamaño del cerebro de nuestros antepasados ya totalmente bípedos, los australopitecos, y no difería mucho del de un chimpancé actual. Sin embargo, desde los australopitecos hasta nosotros, en “apenas” 3 millones de años, el tamaño del cerebro se triplicó, pasó de 400 a los 1350 centímetros cúbicos de un humano actual.

El salto se dio con un homínido que por algo lleva nuestro apellido, el Homo erectus, que aparece hace unos 2 millones de años. Ya contaba con un cerebro de entre 850 y 1000 centímetros cúbicos. La primera explicación que surgió para comprender este primer salto, de casi el doble con respecto a los australopitecos, estuvo relacionada al presupuesto energético del que hablábamos antes.

Homo erectus ya dominaba la tecnología, un conjunto de herramientas de piedra llamado achelence, muy útiles para procesar carne de los cadáveres animales. Una serie de cambios en su cuerpo, con respecto a los homínidos más antiguos, también aportan pistas al misterio del cerebro: la reducción en el tamaño de los dientes, del espacio dentro de la boca, y de todo el sistema gastrointestinal.

Esos indicios en sus restos fósiles apuntan a un cambio importante en la dieta, ya que los homínidos más dedicados a una alimentación vegetariana necesitaban de dientes de gran tamaño, más eficientes para masticar vegetales. Acompañados de bocas espaciosas, para poder procesar más alimento a la vez, y finalmente un estómago e intestino muy grandes, a fin de digerir gran cantidad de plantas.

Es muy diferente a como podríamos describir al H. erectus, con dientes y boca reducidos, e intestinos mucho más cortos. La evidencia paleoantropológica también apunta a que la carne y el tuétano eran algo habitual en la dieta de este antepasado nuestro, lo que explicaría, en parte, cómo es que podían mantener un cerebro tan grande y consumidor de energía.

 Ya que, si hubiese continuado por el camino exclusivamente vegetariano, para cubrir esas demandas debería haber dedicado unas 14 de las 24 horas que tiene el día a conseguir y comer plantas. Pensemos que en hace entre 2 y 1,5 millones de años, los tiempos de Homo erectus, las frutas y verduras que comían no eran las que hoy podemos conseguir en el mercado, que han pasado por miles de años de selección para ser más fáciles de digerir y aportar más nutrientes. 

Justificar presupuestos energéticos

En 1995, el paleoantropólogo Leslie Aiello y colegas propusieron una hipótesis evolutiva que decía que cada incremento en el tamaño del cerebro, debería ser balanceado con una reducción en otros órganos que consumían mucha energía, como por ejemplo el tracto gastro intestinal, el corazón, los riñones o el hígado.

La solución a la crisis energética del aumento del cerebro en Homo erectus, consistió en una reducción de los intestinos. Pero, esto debía ser acompañado con un incremento en la calidad de la comida, es decir, de alto valor nutritivo y fáciles de digerir, como relata el paleoantropólogo Daniel Lieberman en su libro La historia del cuerpo humano.

Ser vegetariano sin la ayuda de la tecnología actual requiere de una boca, dentadura, e intestinos grandes y mucho, mucho tiempo. Un gorila, por ejemplo, pasa la mitad del día masticando, y es nuestro pariente primate totalmente herbívoro más cercano, con un cerebro de unos 465 centímetros cúbicos. 

En cambio, un cazador recolector, en promedio le dedica apenas unas 5 horas a la comida diaria, y la mayor parte de ese tiempo se va en intentar conseguirla, no en masticarla, digerirla y transformarla en energía. 

Pero, un gran cerebro viene acompañado de un costo considerable. El nuestro nos cuesta entre 280 y 420 calorías por día, mientras que a un chimpancé apenas le consume unas 100 calorías. 

En el mundo moderno actual, un alimento rico en calorías está al alcance de la mano, pero para un cazador recolector de la prehistoria no le resultaba tan sencillo. Menos todavía si a eso le sumamos los gastos energéticos de alimentar niños. Una mujer embarazada con hijos pequeños necesitaría conseguir unas 4500 calorías en alimentos. Una cantidad enorme para el paleolítico.

Al ver estos números, y gracias a la evidencia paleontológica y arqueológica, es que los expertos han favorecido la hipótesis de que Homo erectus ya estaba consiguiendo la energía suficiente, y más que nada, que los beneficios del incremento en la inteligencia ya estaban superando las contras del costo energético. Esto explicaría cómo fue que el cerebro aumentaría al triple de su tamaño en el millón y medio de años que van desde H. erectus hasta nosotros.

El cerebro social

El aumento de tamaño implicó un incremento en la cantidad de células cerebrales. A más neuronas, mayor cantidad de conexiones, mejor capacidad cognitiva. Esto permitió una mejora en la habilidad de cooperar. Así llegamos a uno de los motores principales de la evolución del cerebro humano, que es la capacidad cognitiva para lidiar con redes sociales complejas.

La gran mayoría de esas neuronas extras con las que contamos se encuentran en la capa exterior del cerebro, el neocórtex, donde tienen lugar casi todas las funciones cognitivas, como la memoria, el pensamiento, el lenguaje y la conciencia. 

Al aumentar el tamaño del neocórtex en el ser humano, ya desde tiempos de Homo erectus, se incrementó el potencial para realizar tareas complejas como razonar, recordar, pensar o cooperar. 

Existe un consenso general entre los expertos, como cuenta el antropólogo Robin Dunbar en su libro Evolución humana, que es el de ubicar a las relaciones sociales complejas como motor principal en la evolución del cerebro entre mamíferos, aves y primates. En estos últimos fue todavía más lejos, con el ser humano llevando la delantera con tres puestos de ventaja.

Por ejemplo, un chimpancé tiene un cerebro de unos 390 centímetros cúbicos, y un índice de encefalización de 2,5. Si bien está lejos de nuestros 1350 cm3 y 7,4, es del doble que el de cualquier otro mamífero con su mismo tamaño corporal. Los chimpancés suelen cooperar, y mantienen grupos sociales complejos, pero a un nivel muy inferior al del ser humano.

En un famoso análisis, Robin Dunbar demostró que el tamaño del neocórtex, entre los primates, estaba relacionado con la dimensión y la complejidad de los grupos y redes sociales que podían mantener (ver recuadro Anatomía de la amistad). Si bien otros aspectos del comportamiento, como la creatividad, la inteligencia y la inventiva, tienen relación con cuánto mide el cerebro, son consecuencias y beneficios, no la causa de su evolución.

El por qué la evolución seleccionó a favor del aumento en el tamaño del cerebro, entre los mamíferos, fue por lo importante que resulta, para esas especies, el poder lidiar con las demandas cognitivas de las relaciones de grupo. Esas relaciones les aportan una ventaja importante para sobrevivir en el medio ambiente. 

Entre los primates, los grupos se transformaron en redes sociales con alianzas, amistades, parejas y parientes. En el ser humano, la necesidad de lidiar con redes complejas en las que la cooperación era importante, habría seleccionado a favor de la evolución de un cerebro todavía mayor, con más conexiones neuronales. 

En el análisis que Dunbar realizó durante décadas se equipara la capacidad cognitiva de cada primate con el máximo de relaciones que puede mantener. No sólo cuenta la capacidad del cerebro, sino el tiempo que lleva nutrir y alimentar esas relaciones. Entre los chimpancés el grupo máximo es de 50 individuos, que se condice con sus comunidades en estado salvaje. 

En el caso del ser humano es de unas 150 personas, que en los grupos cazadores recolectores es lo que se conoce como comunidad, por lo general con un cierto grado de parentesco, mas no sea lejano. En el mundo moderno esos 150 son lo que llamaríamos parientes y amigos. 

Poder navegar dentro de las redes sociales desencadenó una espiral evolutiva que terminó desembocando en la inteligencia maquiavélica que caracteriza al ser humano. En la capacidad de formar complejas relaciones de parentesco, alianzas, coaliciones, federaciones, naciones, que permitieron prosperar en un medio ambiente cambiante. 

Como subproducto evolutivo, esas conexiones y caminos neuronales extras que se formaron nos aportaron un poder de asociación enorme, que llevó a un incremento en el razonamiento y la inteligencia, y con ello a la creación de tecnología, ciencia, cultura, sociedades y civilizaciones. En fin, a ser humanos.



Anatomía de la Amistad

Las amistades no sólo nos dan felicidad, sino que son un factor importante para nuestra salud y bienestar. Sin embargo, crearlas y mantenerlas es extremadamente costoso en términos de tiempo y capacidad cognitiva. Ambos costos son los que indican el tamaño de las redes sociales entre los primates, y en especial entre los humanos, como pudo demostrar Robin Dunbar tras décadas de estudios. 

Nuestros grupos sociales están divididos en capas de 5, 15, 50, 150, 500 y 1500 personas. Lo que dicta esa separación es el tiempo y la capacidad cognitiva que podemos dedicar a cultivar esas relaciones. 

La capa de los 5 es para la gente más íntima, con la que tenemos relación casi diaria. La de los 15 serían los buenos amigos, a los que les prestamos más atención. 150 serían los amigos en un sentido más ligero, con los que nos vemos de vez en cuando. Para la capa de los 500 ya serían los que llamamos conocidos, gente del trabajo, relaciones lejanas. Y finalmente, la capa de los 1500 serían la gente a cuyos rostros podemos ponerles un nombre, a los que dedicamos poco tiempo. 

El 40% del esfuerzo social, sin embargo, se lo destinamos a tan sólo 5 personas, las más íntimas. Otro 20% va a las siguientes 10 personas de la capa de 15. Lo que muestra que a medida que nos alejamos del círculo interno, se le dedica cada vez menos esfuerzo social a esas relaciones. Piensen, ¿cuáles son sus 5 y sus 15?


La teoría de la mente

Usar palabras como creo, supongo, imagino, quiero, pienso, intento, que denotan intencionalidad, es una forma de reconocer que tenemos una mente propia. Eso es la Teoría de la Mente. De ahí que a la jerarquía que mide cuán complejo es un cerebro social se le llame orden de intencionalidad.

Todos los organismos conscientes tienen una idea de lo que pasa en su mente. Este es el primer orden de intencionalidad. La capacidad de tener una opinión o creencia sobre lo que ocurre en la mente de otro es el segundo orden de intencionalidad. La mayoría de la gente adulta domina hasta el cuarto y el quinto orden, algunos más entrenados dominan el sexto.

Para que se hagan una idea, nuestros parientes primates no pasan del segundo orden. Es decir, no pueden hablar sobre un tercero. Sí, está bien, no hablan, pero si pudiesen…

Los humanos recién llegamos al segundo orden hacia los 5 años de edad, y gradualmente, vamos adquiriendo los que siguen, llegando al cuarto y quinto en la adolescencia.

Esto nos permite crear entramados de chismes tales como “¿Te enteraste lo que le pasó a Cecilia? Yo creo que ella supone que Juan quiere que Carolina piense que Carmen intenta ganar el concurso”. Complejo, ¿no?


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