Molts acudits sobre gent sense gaires llums mencionen el nombre de neurones del cervell. Parlen de gent que té només una neurona o només dues neurones connectades. Evidentment, aquesta exageració fa referència al fet que el nostre cervell té al voltant de 86 mil milions de neurones, tot i que el número no pot ser precís, perquè és variable en diferents estadis de les persones. Al segle XIX es pensava, erròniament, que dins dels humans, el volum del crani (i el pes del cervell) eren indicatius del grau d’intel·ligència de la persona, i es feien mesures més acurades per “demostrar” que els científics i intel·lectuals (homes blancs) tenien un cervell més gran (i, per inferència, més potent cognitivament) que les dones o persones d’altres orígens geogràfics, sempre de forma esbiaixada i sense tenir en compte les diferències en volum corporal. Per què es fixaven en el volum? Segurament, aquest prejudici s’arrelava en la comparativa del crani i cervell humans respecte al d’altres espècies de simis (com ara ximpanzés o goril·les) i també amb el crani de fòssils d’ancestres homínids.
Hem de ser conscients que les diferències intel·lectuals i cognitives entre espècies es deuen no només a la quantitat de neurones al cervell, sinó de fet, a la seva connectivitat i funcionalitat. Tanmateix, el nombre de neurones i el volum del cervell són una possible mesura, ni que sigui incompleta, de la complexitat del funcionament cerebral i les funcions intel·lectuals, i cal considerar que quan comparem el cervell de l’humà actual amb la de restes fòssils d’altres Homo, no podem fer altres mesures que permetin la comparació.
Quina explicació ofereix la ciència per explicar la intel·ligència humana? Abans de la seqüenciació del genoma humà es pensava que la nostra espècie tenia molts més gens que altres organismes. Si el nostre cervell és molt més complex que el d’una mosca, semblaria lògic pensar que el nostre genoma hauria de tenir moltes més instruccions genètiques. Aquesta hipòtesi no és certa, de fet, el nombre de gens de Drosophila (la mosca del vinagre) és d’uns 15.000 i es calcula que els humans tenim poc més de 20.000 gens; sembla antiintuïtiu, però ara sabem que no és tant el número de gens com la complexitat dels gens (quantes proteïnes diferents es poden fabricar de cada gen i com es regula la seva expressió). Així, doncs, ja veieu que només fixant-nos en el número de gens, no n’hi ha prou per a explicar la complexitat.
Si ara ens fixem en el cervell humà, està clar que tenim més neurones (i més connexions), respecte al cervell d’un altre simi, com ara el ximpanzé. Potser és més fàcil cercar gens que expliquin l’increment en el nombre de neurones del nostre cervell, i molts investigadors s’hi han dedicat. Així, quan el genoma del ximpanzé va estar totalment seqüenciat, es va comparar amb el genoma humà per tal d’identificar les diferències genètiques (genotip) darrere les diferències en les nostres característiques (fenotip). A priori, hi havia una hipòtesi relativament simple, esperaven trobar gens amb seqüències divergents, amb canvis d’aminoàcids en posicions clau que causarien que les proteïnes codificades pels nostres gens fossin molt diferents de les del ximpanzé. De nou, va saltar la sorpresa quan es va descobrir que, tot i que hi havia diferències en la seqüència dels gens, la major part de les diferències es trobaven a les regions reguladores dels gens. Les instruccions genètiques eren molt similars, però el que més canviava és quan, com i on es llegien aquestes instruccions. De fet, el llinatge humà ha perdut més de 600 regions reguladores de gens, en un exemple que menys és més (less is more). Vaig escriure un article fa un temps parlant de la genètica que ens fa humans, i us feia esment que una d’aquestes regions reguladores diferencials es troba a un gen involucrat en formació de tumors. La deleció de la regió reguladora d’aquest gen, GADD45G, permet incrementar el nombre de neurones en una zona del còrtex cerebral relacionada amb funcions cognitives i faria que el nostre cervell fos més gran. Una altra estratègia és cercar gens que siguin exclusius dels humans i no es trobin en ximpanzés ni ratolins. Un d’aquests gens, ARHGAP11B, s’expressa específicament en les neurones precursores del neocòrtex fetal humà, i quan es fa un ratolí transgènic que pot expressar aquest gen humà al seu cervell, s’incrementen el nombre de neurones i provoca l’aparició de solcs al cervell (el ratolí no té aquests solcs cerebrals).
A mesura que les tècniques de seqüenciació han millorat molt i s’han anat trobant restes fòssils d’humans arcaics, com ara neandertals i denisovans, ara les comparatives les podem fer entre els genomes d’humans arcaics i moderns, considerant que segurament els humans arcaics es van extingir perquè nosaltres, més intel·ligents, vam acabar eliminant-los. La comparativa entre genomes tan propers implica que cal “pentinar” les diferències més finament i detectar canvis puntuals en gens concrets, ja que el genoma d’aquests homínids és molt semblant al nostre (de fet ens vam encreuar amb ells, i els seus descendents eren fèrtils i, per això encara trobem restes del seu genoma en el de molts humans actuals). Sigui com sigui, hi ha diferències i el seu crani i volum cerebral són una mica diferents dels nostres, per tant, s’ha intentat trobar algun gen que expliqui aquestes diferències. Un dels primers candidats que va ser identificat és un gen molt important per a la producció d'RNA missatgers diferencials específics de neurones, el gen NOVA1. Aquest gen té una mutació molt concreta que només es troba als humans moderns, però no a neandertals (ni altres organismes). Els investigadors van generar minicervells (organoides) a una càpsula de Petri, a partir de cèl·lules mare induïdes pluripotents humanes (hIPSCs) i van canviar el gen humà per edició genètica per a introduir la versió del gen dels humans arcaics. Aquests minicervells amb NOVA1 de neandertal tenien una forma diferent dels generats per la versió de NOVA1 que tenim els humans moderns, de fet, com que aquest gen actua sobre molts altres, els efectes sobre la connectivitat neuronal i sinapsis eren detectables, i per això es podria inferir que aquesta mutació humana es trobaria darrere una major intel·ligència dels humans moderns.
Però tot just aquesta setmana s’acaba de publicar un nou article, amb un nou gen candidat que també presenta una mutació present només en els humans i no en neandertals. Aquest nou gen, TLTK1, s’expressa en cervells fetals humans; i si s’introdueix en un cervell fetal de ratolí o d’una fura, causa un increment del nombre de neurones i més solcs al cervell d’aquests organismes, per tant, incrementa la neurogènesi al còrtex cerebral. Si en minicervells humans s’elimina el gen o bé es canvia la seqüència del gen humà actual per la de neandertal, el nombre de precursors i neurones disminueix. O sigui que tenim un altre bon candidat per explicar l’increment de neurones del nostre cervell respecte del d’altres espècies. I em preguntareu, què fa aquest nou gen? Doncs incrementar el metabolisme dels àcids grassos (dels greixos) essencials per a formar membranes neuronals, el que és bàsic per a poder formar-ne més.
Així que ja veieu que el catàleg de gens darrere la nostra intel·ligència no deixa d’incrementar. Ara bé, tot i que els resultats que us conto aquí són espectaculars i tenen un bon fonament científic, insisteixo que les raons per les quals els humans som intel·ligents i tenim unes capacitats cognitives superiors a altres espècies són complexes i no es poden reduir a una simple mesura de neurones, ni tampoc a un únic gen o mutació. No és només una qüestió quantitativa, sinó qualitativa. Per exemple, una qüestió molt rellevant respecte a la plasticitat neuronal i el desenvolupament de connexions neuronals és el fet que els humans naixem quan encara som embrions. Hi ha molts gens que controlen la maduració cerebral que no s’han tingut en compte encara. Segur que, per tant, encara s’identificaran molts més gens que contribueixen, en major o menor mesura, a una major intel·ligència i capacitats de cognició de l’humà modern respecte a altres simis i humans arcaics.