Maior tamanho do cerebelo pode ter ajudado os primeiros seres humanos a prosperar

Os neandertais tinham menos volume cerebral em seus cerebelos que os primeiros Homo sapiens.

Cérebros Neandertais Reconstruídos. (a) População média. (b) sujeito humano moderno representativo. c) Os cérebros reconstruídos com os rótulos neuroanatômicos.

Fonte: Takanori Kochiyama et al. (2018) / Relatórios Científicos

Nos últimos meses, tem havido uma onda de evidências mostrando que mais volume nos hemisférios esquerdo e direito do cerebelo (latim para “cérebro pequeno”) pode estar ligado ao sucesso evolutivo do Homo sapiens em comparação com os neandertais, que habitavam o gelo. Idade da Europa cerca de 250.000 a 40.000 anos atrás.

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Diferenças na forma do cérebro entre um humano atual (à esquerda, em azul) e um neandertal de La Chapelle-aux-Saints (à direita, em vermelho).

Fonte: Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária / Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin e Philipp Gunz (CC BY-NC)

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Em janeiro de 2018, pesquisadores do Departamento de Evolução Humana do Instituto Max Planck, em Leipzig, relataram que o abaulamento dos hemisférios cerebelares desempenhava um papel significativo em dar aos cérebros humanos dos dias de hoje uma forma mais globular em comparação aos neandertais, que tinham um forma endocranial alongada. Este artigo, “A Evolução da Forma Moderna do Cérebro Humano”, foi publicado na Scientific Advances.

Agora, um novo artigo, “Reconstruindo o cérebro de Neanderthal usando anatomia computacional”, publicado em 26 de abril na revista Scientific Reports, também mostra que os primeiros Homo sapiens tinham hemisférios cerebelares maiores do que os neandertais. A equipe multidisciplinar de pesquisadores especula que a extinção dos neandertais e a expansão do Homo sapiens podem estar ligados ao tamanho do cerebelo.

Para o estudo mais recente sobre o volume do cerebelo, uma equipe internacional liderada por pesquisadores no Japão utilizou a neuroanatomia computacional de última geração para reconstruir mapas tridimensionais de todo o cérebro de três coortes: (1) Neandertais, (2) Homo precoce sapiens e (3) sujeitos humanos modernos. (Essas imagens estão no topo da página.) Os autores resumem o principal argumento de suas descobertas:

Em conclusão, descobrimos que os neandertais tinham hemisférios cerebelares relativamente menores do que o Homo sapiens , particularmente no lado direito. Hemisférios cerebelares maiores foram relacionados a funções cognitivas e sociais mais altas, incluindo funções executivas, processamento de linguagem e capacidade de memória operacional e episódica.

Tal diferença neuroanatômica no cerebelo pode ter causado diferenças importantes nas habilidades cognitivas e sociais entre as duas espécies e pode ter contribuído para a substituição dos Neandertais pelo Homo sapiens inicial .

Hemisférios cerebelares esquerdo e direito em vermelho. “Cerebelo” é a palavra irmã para “cerebral” e significa “localizado em ou relacionado ao cerebelo”.

Fonte: Base de dados das ciências da vida / Wikimedia Commons

Curiosamente, quando os pesquisadores se propuseram a reconstruir esses cérebros antigos usando anatomia computacional, eles esperavam descobrir que o Homo sapiens primitivo tinha lobos frontais maiores no cérebro (em latim, “cérebro”), porque essa região cerebral é considerada a sede dos cérebros superiores. ordenar funções cognitivas. No entanto, para sua surpresa, Kochiyama et al. descobriram que o volume cerebral nos lobos frontais dos neandertais e do Homo sapiens primitivo era basicamente o mesmo. Por outro lado, os hemisférios cerebelares, que estão bem escondidos sob o cérebro esquerdo e direito do cérebro, se destacaram como sendo muito menores em neandertais.

Até recentemente, a maioria dos especialistas acreditava que o cerebelo não estava envolvido em funções cognitivas de alto nível. A crença geral era de que o único trabalho do cerebelo “não-pensante” era coordenar os movimentos musculares e manter o equilíbrio. Dito isto, era amplamente aceito que o hemisfério cerebelar direito trabalhasse em conjunto com o córtex motor no hemisfério cerebral esquerdo para ajustar a coordenação no lado direito do corpo de uma forma lateralizada. Por outro lado, o hemisfério cerebelar esquerdo se coordena com o cérebro direito para ajustar movimentos no lado esquerdo do corpo.

Esse conceito de “coordenação motora apenas” do cerebelo começou a mudar no final do século 20, quando Jeremy Schmahmann, da Harvard Medical School, publicou sua hipótese “Dismetria do Pensamento” (1998). Com base em sua extensa observação clínica e à beira do leito de pacientes com ataxia no Massachusetts General Hospital, Schmahmann percebeu que regiões específicas em cada hemisfério do cerebelo pareciam funcionar em conjunto com regiões específicas em cada hemisfério cerebral para coordenar nossos movimentos e pensamentos. Este foi um conceito radical e revolucionário.

Kochiyama et al. descrevem a compreensão atual do século XXI da lateralização cerebro-cerebelar em seu recente artigo de 2018:

As funções dos hemisférios cerebelares diferem de acordo com a localização, uma vez que diferentes partes do cerebelo são anatômica e funcionalmente conectadas a diferentes regiões do cérebro. Em particular, as partes laterais do hemisfério cerebelar são anatomicamente conectadas ao lado oposto dos córtices de associação no cérebro. Nosso achado de lateralidade em termos do relativamente pequeno hemisfério cerebelar direito do Neanderthal indica conexão mínima com as regiões pré-frontais esquerdas, que tem um dos papéis principais no processamento de linguagem, potencialmente causando disparidade de habilidade de linguagem entre Neanderthal e Homo sapiens .

Estes são tempos excitantes para a pesquisa do cerebelo. Se você quiser saber mais sobre como nossos hemisférios cerebelares trabalham em conjunto com os hemisférios cerebrais esquerdo e direito para coordenar nossos pensamentos e nossos movimentos, por favor, assista a esta palestra de março de 2018 de Jeremy Schmahmann: “Ataxia, Dismetria do Pensamento, e a Síndrome Afetiva Cognitiva Cerebelar. ”

Referências

Kochiyama de Takanori, Ogihara de Naomichi, Hiroki C. Tanabe, Kondo de Osamu, Hideki Amano, Hasegawa de Kunihiro, Suzuki de Hiromasa, Marcia S. Ponce de León, Christoph PE Zollikofer, Markus Bastir, Stringer de Chris, Norihiro Sadato, e Takeru Akazawa. “Reconstrução do cérebro de Neandertal usando anatomia computacional.” Scientific Reports (Publicado pela primeira vez em 26 de abril de 2018) DOI: 10.1038 / s41598-018-24331-0

Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin e Philipp Gunz. “A Evolução da Forma Moderna do Cérebro Humano”. Science Advances (Primeira publicação: 24 de janeiro de 2018) DOI: 10.1126 / sciadv.aao5961

Schmahmann, Jeremy D. “Distúrbios do Cerebelo: Ataxia, Dismetria do Pensamento e a Síndrome Afetiva Cognitiva Cerebelar”. The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences (2004) DOI: 10.1176 / jnp.16.3.367

Jeremy D. Schmahmann e Janet C. Sherman. “A Síndrome Afetiva Cognitiva Cerebelar.” Cérebro: Um Jornal de Neurologia (1998) DOI: 10.1093 / brain / 121.4.561

Schmahmann, Jeremy D. “Dismetria do Pensamento: Conseqüências Clínicas da Disfunção Cerebelar na Cognição e no Afeto.” Tendências em Ciências Cognitivas (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2