Las neuronas de huso o neuronas de von Economo (llamadas así por su descubridor Constantin von Economo [1] ), descritas en 1929, son una clase especial de neuronas . Se caracterizan por un gran cuerpo fusiforme, que se estrecha gradualmente en un solo axón apical en un extremo y una sola dendrita en el extremo opuesto. Además del hecho de que es más probable que otros tipos de neuronas tengan una gran cantidad de dendritas, la forma polar de las neuronas fusiformes es única. Se encuentran en solo dos áreas muy limitadas del cerebro de los homínidos : en la corteza cingulada anterior (ACC) y en la corteza fronto-insular. Recientemente, estas neuronas también se han encontrado en la corteza prefrontal dorsolateral humana [2] . Las células fusiformes también se encuentran en los cerebros de ballenas jorobadas , rorcuales comunes , orcas , cachalotes [3] [4] , delfines nariz de botella , delfines grises , ballenas beluga , [5] elefantes africanos e indios . [6]
Las neuronas del huso son células muy grandes en relación con otras células cerebrales y permiten un proceso rápido de transferencia de información a través del cerebro relativamente grande de los homínidos, la probóscide y los cetáceos. Algunos científicos creen que juegan un papel importante en una variedad de habilidades y deficiencias de aprendizaje, en su mayoría exclusivas de los humanos, desde la susceptibilidad al síndrome del sabio y la audición perfecta hasta la dislexia y el autismo .
El hecho de que las neuronas fusiformes se encuentren únicamente en un grupo de animales muy organizados (desde el punto de vista humano) ha llevado a especular sobre la gran importancia de estas neuronas en la evolución humana y el funcionamiento del cerebro. El hecho de que, entre todos los primates, solo los antropoides los tengan, lleva a la hipótesis de que evolucionaron no antes de hace 15-20 millones de años, antes de la separación de los orangutanes de los antropoides africanos. El descubrimiento de neuronas fusiformes en varias especies de cetáceos [4] [5] , a su vez, lleva a sugerir que esto puede ser una adaptación neural indispensable en el cerebro muy grande, lo que permite un procesamiento rápido de la información y la transmisión de representaciones mentales altamente específicas. que permiten el desarrollo del comportamiento social [ 5] p. 254 . La presencia de estas neuronas en los cerebros de estas especies apoya esta teoría. La existencia de estas neuronas especializadas en el cerebro de mamíferos extremadamente inteligentes podría ser un ejemplo de evolución convergente .. [7]
En 1999, el neurocientífico John Allman y sus colegas del Instituto de Tecnología de California publicaron por primera vez un informe sobre las neuronas fusiformes específicas solo de los ACC de los homínidos. Se han encontrado más neuronas fusiformes en humanos y chimpancés que en orangutanes y gorilas relativamente más grandes.
Allman y sus colegas [8] tuvieron que estudiar el cerebro a nivel celular para investigar cómo funcionan las neuronas fusiformes a nivel estructural, centrándose en su papel como "controladores" de las emociones . El equipo de Allman descubrió que las neuronas fusiformes ayudan a transmitir señales neuronales desde el interior profundo de la corteza hasta partes relativamente distantes del cerebro.
Fue el equipo de Allman quien descubrió [9] que las señales del ACC se envían a la décima área de Brodmann, la corteza prefrontal anterior, donde se cree que tiene lugar la regulación de la disonancia cognitiva (resolución de conflictos entre opciones). Según Allman, lo más probable es que este relé neuronal transmita la motivación para actuar y tiene que ver con la detección de errores. Por lo tanto, el autocontrol y la evitación de errores se ven facilitados por la función de limitación ejecutiva del ACC como regulador del patrón de interferencia de las señales neuronales entre estas dos partes del cerebro.
En los humanos, las emociones fuertes conducen a la activación del ACC, y el ACC transmite señales neuronales recibidas desde la amígdala (el centro para el procesamiento primario de las emociones) a la corteza frontal. Tal vez funcionen como una especie de lente que enfoca el patrón complejo de interferencia de señales nerviosas. El ACC también está activo durante las tareas de juicio, discriminación y detección de errores. Al resolver problemas difíciles o con emociones fuertes (amor, ira o pasión), el AUC se excita más. Los estudios de imágenes cerebrales han demostrado que el AUC está especialmente activo cuando la madre escucha el llanto del bebé. Esto destaca el importante papel del PPC en la receptividad social.
El ACC es una región relativamente antigua de la corteza. Se asocia con muchas funciones del sistema autónomo , incluidas las funciones motoras y digestivas, además de desempeñar un papel en la regulación de la presión arterial y la frecuencia cardíaca. El papel significativo del ACC y la corteza fronto-insular en el olfato y el gusto se ha perdido durante la evolución reciente (quizás para que puedan desempeñar mejor sus funciones de reconocimiento, que van desde la planificación de acciones y la autoconciencia hasta el juego de roles y la mentira). ). Las habilidades olfativas reducidas de los humanos en comparación con otros primates pueden deberse al hecho de que a las neuronas fusiformes ubicadas en centros neuronales clave solo les quedan dos procesos, no muchos; como resultado, hubo una disminución en la integración neurológica.
En la convención de la Sociedad Neurológica de 2003, Allman informó sobre las células fusiformes que su equipo había encontrado en otra área del cerebro: la corteza fronto-insular. Obviamente, en los humanos, esta zona ha sufrido importantes adaptaciones evolutivas, quizás hace no más de 100.000 años.
La corteza fronto-insular está estrechamente relacionada con la ínsula, una región del tamaño aproximado de un pulgar en cada hemisferio del cerebro humano. El lóbulo insular y la corteza frontoinsular son partes de la corteza orbitofrontal. Aquí es donde se ubican las redes neuronales complejas asociadas con la conciencia espacial y el tacto, y se cree que se genera y se realiza un sentido de autoconciencia y emociones complejas. Además, esta zona del hemisferio derecho es clave en la orientación y percepción del espacio tridimensional.
La mayoría de las neuronas en forma de huso de la corteza cingulada anterior se encontraron en el cuerpo humano, menos en los simios pequeños y aún menos en los grandes. En humanos y bonobos, a menudo se encuentran en grupos de 3 a 6. El análisis de la capa V de la ACC de los homínidos mostró que el número promedio de estas neuronas en los orangutanes en la ACC es de aproximadamente 9 por sección; son raros y representan el 0,6% de todas las celdas de la sección. Los gorilas tienen alrededor de 22 de ellos, es decir, son más comunes y representan el 2,3%; los chimpancés tienen alrededor de 37, son abundantes y representan el 3,8%; en los chimpancés pigmeos, alrededor de 68, son abundantes y se reúnen en grupos, constituyen el 4,8%; en humanos: alrededor de 89, también son abundantes y se recolectan en grupos, constituyen el 5.6%. [diez]
En todos los primates estudiados, había más neuronas fusiformes en la corteza frontoinsular del hemisferio derecho que en el izquierdo. Aunque se encontraron más neuronas fusiformes en el ACC en chimpancés y bonobos, el número de estas neuronas en la corteza fronto-insular fue mucho mayor en gorilas (aún no se han obtenido datos para orangutanes). Un humano adulto tiene 82.855 de estas células, un gorila tiene 16.710 y un chimpancé pigmeo no tiene más de 1.808, a pesar de que los chimpancés y los chimpancés pigmeos están mucho más cerca de los humanos.
Las neuronas del huso se localizan en la corteza prefrontal dorsolateral en humanos [2] y elefantes [6] . En los seres humanos, se observan en mayor concentración en el área de Brodmann 9, en su mayoría aislados o en grupos de dos, mientras que en el área de Brodmann 24 se encuentran principalmente en grupos de 2-4. [2]
El desarrollo anormal de las neuronas fusiformes puede estar asociado con varias patologías, generalmente caracterizadas por distorsión de la realidad, problemas para pensar, problemas para hablar y aislamiento del contacto social. La alteración de estas neuronas podría causar esquizofrenia y enfermedad de Alzheimer , pero la investigación sobre estas relaciones aún se encuentra en una etapa inicial.
Los estudios en humanos muestran que las neuronas fusiformes son particularmente susceptibles a la muerte en la enfermedad de Alzheimer: hasta el 60% de las neuronas fusiformes en la corteza cingulada anterior pueden morir. Estas células también se ven afectadas en la demencia frontotemporal.