La evolución de una función superior puede haber preparado el escenario para la esquizofrenia en humanos

La desconectividad cortical característica de la esquizofrenia puede ser el resultado de modificaciones evolutivas que apoyan una mayor función cerebral, según los resultados del estudio publicados en Cerebro. El estudio, dirigido por Martijn van den Heuvel del Laboratorio Connectome de la Vrije Universiteit Amsterdam en los Países Bajos, examinó los datos de neuroimagen in vivo de humanos adultos y chimpancés.

Los investigadores compararon los diseños de conectoma de la especie basados ​​en datos de imágenes de resonancia magnética en 58 humanos (edad media, 42,5 ± 9,8 años) y 22 chimpancés (edad media, 29,4 ± 12,8 años). Además, el estudio analizó 3 conjuntos de datos de esquizofrenia con 118 pacientes y 113 controles sanos en total. Para garantizar la especificidad dada la superposición de fenotipos neuronales en los trastornos psiquiátricos, también se incluyeron conjuntos de datos para otros 7 trastornos cerebrales.

Los escaneos se procesaron en FreeSurfer y se parcelaron de acuerdo con el atlas Desikan-Killiany. Luego se reconstruyó la conectividad con un seguimiento de fibra determinista, y los investigadores utilizaron la anisotropía fraccionada como una medida de la fuerza de la conectividad y la integridad del tracto. Para evaluar la desconectividad cerebral, realizaron comparaciones de bordes de mapas de conectoma y determinaron t-Estadísticas. Las conexiones se consideraron específicas para los humanos si se observaron en más del 60% de los sujetos humanos y en el 0% de los chimpancés, mientras que las conexiones compartidas tuvieron que observarse en el 60% de ambos grupos.

Para determinar si las conexiones observadas en humanos eran exclusivas de la evolución del homo sapiens, los investigadores también realizaron análisis post hoc comparando las conexiones de humanos y chimpancés con las del cerebro en macacos rhesus (n = 8).

Las redes de chimpancés y cerebro humano mostraron una fuerte superposición de conectoma binario del 94% (PAGS <.001) y una correlación general en la fuerza de conectividad (r = 0.93; PAGS <.001). Los investigadores observaron 27 conexiones específicas para humanos (3.5% del conectoma total) en comparación con 7 conexiones específicas para chimpancés (1.1%), y los 2 grupos compartieron 428 conexiones.

Las evaluaciones de la desconectividad cerebral relacionada con la esquizofrenia demostraron diferencias en el control del paciente humano de la anisotropía fraccional inferior en el istmo, las cortezas parietal y temporal, la ínsula y el precúneo, entre otros.

Posteriormente, al explorar la desconectividad relacionada con la esquizofrenia y las modificaciones evolutivas humanas, las conexiones específicas de humanos mostraron un nivel significativamente mayor de congruencia con el patrón de desconectividad de la esquizofrenia en comparación con el conjunto de conexiones compartidas humano-chimpancé en los 3 conjuntos de datos de esquizofrenia (PAGS = .019, PAGS = .012, y PAGS = .005). El nivel de diferencia de conectividad humano-chimpancé también se correlacionó moderadamente con la desconectividad de la esquizofrenia en los 3 conjuntos de datos (r = 0,17; PAGS = .021; r = 0.22; PAGS = .001; yr = 0,17; PAGS = .034). En segundo lugar a las conexiones específicas de humanos, las conexiones compartidas más comunes en humanos demostraron altos niveles de desconectividad relacionada con la esquizofrenia (PAGS = .0020, PAGS = .004, y PAGS = .010).

Los investigadores no encontraron una participación significativa de conexiones específicas de humanos en otros trastornos cerebrales. En el análisis post hoc que compara las conexiones entre humanos y chimpancés con las observadas en macacos rhesus, el conjunto de conexiones exclusivas para humanos mostró una participación significativamente mayor en comparación con el conjunto de conexiones compartidas por especies en los 3 conjuntos de datos (PAGS <.001, PAGS = .031, y PAGS = .0020).

Los investigadores señalaron que «las modificaciones en los circuitos cerebrales al servicio del desarrollo de funciones cerebrales más complejas en los humanos también podrían haber moldeado aspectos de la disfunción cerebral específica de los humanos». Las limitaciones del estudio incluyeron la disponibilidad relativamente escasa de datos de conectomas de diferentes especies de primates y la variedad de metodologías empleadas y condiciones experimentales utilizadas para derivar conectomas.

«Nuestros hallazgos sugieren que las modificaciones evolutivas a las conexiones del cerebro humano están asociadas con el patrón de desconectividad cortical en la esquizofrenia», escribieron los investigadores, «en comparación con nuestro pariente vivo más cercano, el chimpancé, las conexiones presentes solo en humanos mostraron en promedio una mayor participación en la patología de la esquizofrenia que la clase mayoritaria de conexiones que se comparten entre las dos especies «.

Referencia

van den Heuvel MP, Scholtens LH, de Lange SC, et al. Modificaciones evolutivas en la conectividad del cerebro humano asociadas con la esquizofrenia. [published online November 14, 2019]. Cerebro. doi: 10.1093 / cerebro / awz330

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