Arqueología, Paleontología y Lóbulo frontal

Recientemente en la conocida revista científica de PNAS se ha publicado un artículo de Rober A. Bartona y Chris Vendittib, en el que se indica que el lóbulo frontal humano no es significativamente más grande en los humanos que en cualquier otro primate, indicando la posibilidad de que la inteligencia humana no dependa tanto de este lóbulo como se ha mantenido constantemente. Tal noticia a sido comentada en el blog de Emiliano Bruner Paleoneuroloy. Efectivamente, es una idea clásica la de creer que los humanos modernos tuvieron un gran aumento de su lóbulo frontal, lo que posibilitó el desarrollo de su inteligencia y, por tanto, su conducta (Blinkov y Glezer, 1968).

Este trabajo no es nuevo, pues otros autores ya indicaron que esa creencia se basaba en un error. Algunas mediciones del lóbulo frontal no han encontrado diferencias entre la corteza frontal humana y la de primates no humanos. Semendeferi, Lu, Schenker, y Damasio (2002) midieron el volumen total del lóbulo frontal y de sus regiones principales (incluyendo la corteza y la materia blanca justo debajo de ésta) en humanos, chimpancés, gorilas, orangutanes, gibones y macacos, utilizando reconstrucciones cerebrales en tercera dimensión a partir de escaneos de resonancia magnética (RM). Aunque el volumen absoluto del cerebro y del lóbulo frontal fue más grande en los humanos, el tamaño relativo del lóbulo frontal fue similar en todos los homínidos: macacos (28.1%), gibones (31.1%), orangutanes (35.3%), gorilas (32.4%), chimpancés (35.9%) y humanos (36.7%). Se encontró que los humanos no poseen un lóbulo frontal más grande que lo esperado en comparación con el cerebro de un primate. Más aún, el tamaño relativo de regiones del lóbulo frontal (dorsal, mesial y orbital) fue similar entre los primates estudiados. Hay que tener en cuenta que solo se maneja una variable (volumen del lóbulo frontal en diversas especies actuales), ignorando otros criterios tan validos, sino más, que el simple volumen cerebral. Se pueden agrupar en dos grandes grupos:

A.- Información paleoneurológica. 

Como claramente ha expuesto E. Bruner en Paleoneurology, se ignora la geometría del cerebro y sus cambios a lo largo de la evolución de nuestro género (Bruner, Manzi  y Arsuaga, 2003). Se centran en valoraciones básicamente morfométricas, cuando sabemos que los HAM y los HN experimentaronal menos un cambio en las proporciones de las áreas frontales y que existen otros factores psicobiológicos de gran importancia.

Lóbulo frontal E. Bruner (Paleoneurology)

Lo que se compara es una relación entre el volumen total del cerebro y el volumen del lóbulo frontal. Nuestra evolución neurológica produjo cerebros más grandes, en los cuales la proporción entre el volumen del lóbulo frontal y de todo el cerebro es semejante entre los primates conocidos, pero la superficie funcional del lóbulo frontal, tanto la motriz (áreas motoras y premotoras) como la asociativa (sería el llamado lóbulo prefrontal, compuesto por áreas de asociación terciaras) son mucho mayores en los humanos. De una forma general se produce un aumento evolutivo más o menos homogéneo (aunque deben de existir ciertas diferencias) del cerebro de los homínidos, en la cual la proporción entre sus diferentes partes sigue siendo similar, pero la superficie funcional (corteza cerebral) aumentaría en todos sus componentes (áreas primarias, secundarias y terciarias).

B.- Información psicobiológica.

Como todo en biología es dudoso que el tamaño de la corteza prefrontal sea la única responsable de las capacidades cognitivas humanas. Otros factores deben ser considerados, tales como la conectividad o capacidad de adquirir, procesar y responder a mayores estimulaciones. Schoenemann, Sheehan y Glotzer (2005) encontraron que una diferencia importante entre los humanos y otros primates era el volumen de la materia blanca. Utilizando técnicas de visualización cerebral como la Resonancia Magnética en 11 especies de primates, los autores midieron el volumen de la materia gris, blanca y el volumen total del lóbulo prefrontal y de todo el cerebro en cada espécimen. En términos relativos, se encontró que la materia blanca prefrontal fue la mayor diferencia entre los humanos y los no humanos, mientras que la materia gris no mostró diferencias significativas. Una mayor interconexión cerebral puede representar entonces una característica crucial del cerebro humano. No obstante, hay que tener en mente que los humanos utilizados en este estudio fueron personas contemporáneas, procedentes de zonas urbanas, con niveles educativos altos, etc., no los sujetos humanos que vivían en las condiciones prehistóricas de hace 150,000 años. Pensamos que tendrían las mismas capacidades cognitivas, pero su desarrollo no pudo ser igual, pues en medio ambiente es totalmente diferente en todos los aspectos.

Por tanto, existe una trascendente diferencia neurológica en las áreas terciarias del lóbulo prefrontal (LPF) entre el ser humano y el resto de los primates (Semendeferi y Damasio, 2000). Conocemos que los humanos modernos presentan una superficie mucho más amplia que los demás primates. Sin embargo, su estructura neurológica es menos densa, permitiendo que existan entre ellas unas interconectividad mucho mayor, como se deduce de la mayor y tardía mielinización observada (Bufill y Carbonell, 2004; Semendeferi et al. 2002). Estos estudios apuntan a que la superficie asociativa del córtex del LPF de los humanos tiene un carácter alométrico cuantitativo (aumento de la superficie funcional del córtex) y cualitativo (nuevas funciones cognitivas). Igualmente, se conoce que las áreas terciarias del lóbulo frontal son mayores, proporcionalmente, que la del resto de los primates conocidos, como se deduce de su mayor circunvolución y girificación (Cela Conde, 2002; Rilling e Insel, 1999). Por tanto, no parece difícil establecer una relación entre el aumento (de superficie y interconectividad) de estas áreas con la conducta moderna. La diferenciación funcional o el aumento respecto de los demás homínidos conlleva a que nuestra especie tendría una mayor capacidad funcional de dos tipos (fundamentales en la conducta humana) (Ardilla y Ostrosky-Solis, 2008):

* Metacognitivos (área dorsolateral de la corteza prefrontal), para procesar la información, asimilarla y utilizarla para mejorar su conducta, mediante el mayor desarrollo de sus funciones ejecutivas, imprescindibles para la organización de todo tipo de conducta y lenguaje, y al aumento de las capacidades de abstracción y simbolismo.

* Emocionales (área ventromedial de la corteza prefrontal), que coordina la cognición y la emoción. En ese sentido, la función principal del lóbulo prefrontal es encontrar justificaciones aparentemente aceptables para los impulsos límbicos (los cuales constituyen las funciones ejecutivas emocionales).

Estas dos funciones siempre actúan juntas, pues cualquier acción (sobre todo si se relaciona con otros componentes de la sociedad) siempre lleva adosada un componente emocional (positivo, negativo o dentro de un amplio margen de una supuesta neutralidad emocional). La importancia del LPF humano en su compleja conducta es primordial, aunque no hay que olvidar que nuestro sistema nervioso siempre actúa de forma integrada con otras zonas cerebrales, pues su acción conjunta es necesaria para cualquier acción y, aunque parezca mentira, se necesitan más de las que aparentemente podemos creer que son las necesarias.

Como las funciones ejecutivas se asientan principalmente en esta zona cerebral (interconectadas funcionalmente con otras áreas neurológicas), podemos intuir que la conducta moderna humana se debe, en gran parte, al desarrollo evolutivo del LPR, y que sus características funcionales serían claves para comprender el origen y desarrollo de nuestra conducta simbólica. Pero las características funcionales de este LPF vienen determinadas por las propias características evolutivas. Por tanto, para entender con detenimiento el origen y desarrollo de la conducta humana, creo que es imprescindible seguir por los derroteros del modelo interdisciplinario, es decir, de elaborar teorías interdisciplinarias que enlacen sin problemas los conceptos recientes de la Biología evolutiva, Neurología, Psicología, Sociología y Lingüística. Siguiendo estas premisas se ha elaborado, dentro del amplio campo de la Arqueología cognitiva, una metodología de análisis interdisciplinar, que se define como modelo psicobiológico, dentro de una teoría general interpretativa, el estructuralismofuncional.

Modelo interdisciplinario de la conducta humana basado en el Estructuralismo funcional (Arqueología cognitiva).

* Ardila, A.; Ostrosky-Solís, F. (2008): Desarrollo Histórico de las Funciones Ejecutivas. Revista Neuropsicología, Neuropsiquiatría y Neurociencias, Vol.8, No.1, pp. 1-21. 

* Blinkov, S. M., y Glezer, I. I. (1968). Das Zentralnervensystem in Zahlen und Tabellen. Jena: Fischer.

* Bruner, E.; Manzi, G.  y Arsuaga, J. L. (2003): Encephalization and allometric trajectories in the genus Homo: Evidence from the Neandertal and modern lineages. PNAS, 100 (26): 15335-15340.

* Bufill, E. y Carbonel, E. (2004), “Conducta simbólica y neuroplasticidad: ¿un ejemplo de coevolución gen-cultura?”. Revista de neurología, 39 (1): 48-55.

* Cela Conde, C. J. (2002), “La filogénesis de los homínidos”. Diálogo filosófico, 53: 228-258.* Rilling, J. K., e Insel, T. R. (1999), “The primate neocórtex in comparative perspective using magnetic resonance imaging”. Journal of Human Evolution, 37, 191-223.

* Semendeferi, K. y Damasio, H. (2000), “The brain and its main anatomical subdivisions in living hominoids using magnetic resonance imaging”. Journal of Human Evolution 38: 317-332.

* Semendeferi, K.; Lu, A.; Schenker, N. y Damasio, H. (2002), “Humans and great apes share a large frontal cortex”. Nature neuroscience 5 (3): 272-276.

* Schoenemann, P. Thomas; Michael Sheehan, y L. Daniel Glotzer (2005): “Prefrontal white matter volume is disproportionately larger in humans than in other primates” Nature Neuroscience v. 8(2):242-252.