Cérebro humano pode ter evoluído a partir de dois sistemas nervosos fundidos

Um cérebro construído a partir de dois pontos de partida

Pergunte à maioria das pessoas como o cérebro humano surgiu e você ouvirá uma história sobre um único órgão que cresceu, dobrou-se sobre si mesmo e lentamente adquiriu novas capacidades ao longo de milhões de anos. Uma reportagem da New Scientist aponta para uma possibilidade mais estranha: a parte frontal e a parte posterior do nosso cérebro são montadas a partir de células progenitoras diferentes durante o desenvolvimento embrionário, uma divisão de trabalho que sugere que as duas metades do órgão começaram como sistemas nervosos separados e foram posteriormente combinadas.

Essa é uma afirmação ousada para se basear em linhagens celulares, e vale a pena ser preciso sobre o que está sendo dito. A observação é de natureza desenvolvimental, não comportamental. Não argumenta que o cérebro se comporta como dois órgãos na vida cotidiana, nem que os hemisférios são independentes. Argumenta que a matéria-prima usada para construir as regiões frontal e posterior vem de fontes distintas no embrião — e que essa divisão carrega uma mensagem sobre a história evolutiva profunda.

O que as evidências mostram

Células progenitoras são o estoque do corpo de material inicial não especializado. Durante o desenvolvimento, elas se dividem e produzem os neurônios e células de suporte que compõem o tecido nervoso, e as instruções que seguem moldam tudo o que vem depois. A questão que os pesquisadores vêm investigando é de onde essas células vêm, em primeiro lugar.

A resposta parece ser: não todas do mesmo lugar. Em vez de um único pool uniforme de progenitores distribuindo tarefas por todo o sistema nervoso em formação, as regiões frontal e posterior do cérebro remontam a populações de progenitores diferentes. Duas extremidades de um órgão, duas ancestralidades separadas.

Por que as origens embrionárias carregam peso evolutivo

A biologia do desenvolvimento há muito trata a origem embrionária como uma pista para a ancestralidade. Estruturas que surgem da mesma população de progenitores são geralmente consideradas parentes, por mais diferentes que possam parecer em um animal adulto. Estruturas com começos independentes são tratadas com mais cautela, porque sua semelhança pode refletir soluções convergentes em vez de herança compartilhada.

Quando as porções frontal e posterior do cérebro surgem de linhagens separadas, a leitura simples é que elas já foram entidades separadas. O embrião, nessa visão, não está apenas construindo um cérebro — está refazendo uma fusão muito mais antiga.

Dois sistemas nervosos, um crânio

A implicação principal é que o cérebro humano é um composto: um sistema nervoso frontal e um posterior, cada um com sua própria origem desenvolvimental, fundidos em uma única estrutura ao longo do tempo evolutivo. Um sistema simples para perceber o ambiente e desencadear respostas teria lidado com um conjunto de problemas. Um segundo sistema, ajustado a demandas diferentes, teria lidado com outro. Eventualmente, os dois foram empacotados juntos, e as costuras ainda são detectáveis na forma como o tecido é construído.

• Pools de progenitores separados apontam para estruturas ancestrais separadas.
• Uma fusão tornaria o cérebro um órgão composto, em vez de uma única invenção.
• Se a divisão é antiga, o mesmo padrão embrionário deve aparecer em outros animais.
• A frente e a parte de trás devem diferir de maneiras que vão além das funções que desempenham.

Frente e parte de trás já parecem diferentes

A neurociência nunca tratou o cérebro como uma massa uniforme. Regiões anteriores estão associadas ao planejamento, à tomada de decisões e à sequência de movimentos, enquanto estruturas mais posteriores lidam com a retransmissão sensorial, equilíbrio, respiração e outros processos automáticos. Essas divisões são bem documentadas por si só.

O que o novo enquadramento acrescenta é uma possível razão para a organização. Se as duas extremidades do cérebro também têm raízes desenvolvimentais diferentes, então as diferenças funcionais não são simplesmente uma questão de um tecido assumindo tarefas diferentes. Elas podem refletir dois sistemas distintos, cada um com sua própria história, colocados em serviço lado a lado.

O que isso pode significar para a medicina e a pesquisa

Histórias de origem não são curiosidade ociosa. Saber qual população de progenitores constrói qual região dá aos pesquisadores uma maneira de fazer perguntas mais precisas sobre distúrbios que atingem preferencialmente a frente ou a parte de trás do cérebro. Se as duas áreas descendem de linhagens diferentes, elas podem carregar vulnerabilidades diferentes, capacidades de reparo diferentes e respostas diferentes a lesões.

A ideia também importa para o trabalho de laboratório. Cientistas que cultivam tecido cerebral simplificado a partir de células-tronco precisam saber qual população de progenitores estão realmente reproduzindo, e se uma dada cultura está modelando o sistema frontal, o sistema posterior ou uma mistura. Um cérebro composto é mais difícil de imitar do que um único uniforme, e o campo precisaria levar isso em conta.

Questões ainda em aberto

A afirmação é provocativa, e muito ainda precisa ser esclarecido. As questões imediatas incluem:

• Onde exatamente está a fronteira entre as duas populações de progenitores, e quão estável ela é?
• As duas linhagens se comunicam durante o desenvolvimento, ou se montam independentemente antes de se conectarem?
• A mesma divisão aparece em outros vertebrados, o que empurraria a fusão para muito mais longe no tempo?
• A origem de uma dada célula pode ser ligada à sua função eventual no cérebro maduro?
• A organização muda como devemos classificar as regiões cerebrais, ou é um detalhe de construção?

Cada uma dessas é uma questão testável, e não uma questão de interpretação. É isso que torna a descoberta útil: ela entrega ao campo um novo eixo ao longo do qual classificar células, regiões e doenças.

A conclusão

O cérebro humano pode não ser um órgão com uma única história de origem. As evidências relatadas pela New Scientist sugerem que sua frente e sua parte de trás são construídas a partir de células progenitoras diferentes no embrião, o que implica que dois sistemas nervosos primitivos se uniram em algum ponto do nosso passado evolutivo e vêm operando como uma única unidade desde então.

Se essa leitura sobrevive a um escrutínio mais aprofundado ou não, a direção do movimento é clara. A história evolutiva não está escrita apenas em fósseis e genomas — ela também está escrita na maneira como um embrião se monta, célula por célula, muito antes de aparecer qualquer coisa que se assemelhe a um pensamento.

Este artigo é baseado em reportagem da New Scientist. Leia o artigo original.