El cerebro humano conserva la huella de dos sistemas nerviosos primitivos que se fusionaron
Neurocientíficos de Stanford descubren que las regiones anterior y posterior del cerebro proceden de células progenitoras distintas. El hallazgo cambia nuestra comprensión del desarrollo cerebral y abre nuevas vías para investigar la ELA, la atrofia muscular espinal y otras enfermedades neurológicas.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Embrión de ratón de 10,5 días observado mediante microscopía de fluorescencia. En esta etapa temprana, el cerebro y el resto del sistema nervioso experimentan una rápida diferenciación celular. Fotografía: Jace Artichoker / Rochester Institute of Technology (RIT) / Nikon Small World
El cerebro humano suele describirse como una unidad. Un órgano de alrededor de 1.400 gramos en el que conviven el pensamiento abstracto, la memoria y el lenguaje con mecanismos automáticos que mantienen el corazón latiendo y los pulmones respirando.
Sin embargo, su continuidad anatómica podría ocultar una historia evolutiva mucho más compleja… y extraña: la de dos sistemas nerviosos primitivos que surgieron de manera independiente y que la evolución terminó ensamblando dentro del mismo cráneo.
Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, y publicado en la revista Nature Neuroscience propone que el encéfalo no se origina a partir de una única población de células embrionarias, como se ha asumido durante décadas.En realidad, intervendrían dos linajes celulares que aparecen en paralelo durante las primeras etapas del desarrollo:
1️⃣ Uno da lugar al prosencéfalo y al mesencéfalo, las regiones anteriores relacionadas con la percepción, el pensamiento, el lenguaje o la conciencia.
2️⃣ El otro produce buena parte del rombencéfalo o cerebro posterior, que interviene en funciones tan elementales como respirar, dormir, tragar, controlar el ritmo cardiaco y mover los músculos de la cara.
No significa que una persona tenga literalmente dos cerebros, ni que ambos funcionen como órganos separados en el adulto. La investigación habla con más precisión de un órgano compuesto: dos programas embrionarios diferentes que terminan conectados y coordinados hasta formar una estructura aparentemente única.
La distinción es importante, porque la afirmación evolutiva es una interpretación respaldada por datos del desarrollo, no la observación directa de dos cerebros ancestrales fusionándose.
🗣️ «Hemos demostrado por primera vez que la parte anterior del cerebro procede de una célula progenitora completamente distinta de la que origina su parte posterior — explica Kyle Loh, profesor de Biología del Desarrollo en Stanford y autor principal del trabajo. Y añade—: «Nuestro descubrimiento significa que ahora podemos cultivar neuronas de la parte posterior del cerebro, el rombencéfalo, en una placa de Petri y estudiar sus funciones».
Dos progenitores para construir el cerebro
El hallazgo cuestiona un modelo clásico del desarrollo cerebral. Según esa visión, una única célula progenitora neural tendría inicialmente la capacidad de producir todas las regiones del cerebro y adquiriría después una identidad anterior o posterior dependiendo de las señales recibidas.
Para poner a prueba esta idea, el equipo estudió embriones de ratón durante la gastrulación, una etapa muy temprana en la que las células comienzan a organizarse y se establecen los grandes ejes del cuerpo.
En embriones de aproximadamente siete días y medio, los científicos identificaron dos poblaciones dentro del ectodermo neural, el tejido embrionario que dará lugar al sistema nervioso. Ambas expresaban la proteína SOX2, un marcador de identidad neural cuya función es esencial en el mantenimiento de la autorrenovación de las células madre embrionarias no diferenciadas. Ahora bien, se diferenciaban en un detalle decisivo:
✅ Las células del ectodermo neural anterior activaban el gen Otx2.
✅ Las del ectodermo neural posterior expresaban el gen Gbx2.
Y hay más: las dos poblaciones eran mutuamente excluyentes. Las células con Otx2 no activaban Gbx2, y viceversa. No parecían dos ramas tardías de un mismo tronco celular, sino dos vías que nacían casi simultáneamente y avanzaban por trayectorias separadas.
Células embrionarias de ratón cultivadas y observadas mediante microscopía de fluorescencia. El nuevo estudio revela que, desde las primeras etapas del desarrollo, distintas poblaciones celulares siguen programas separados para formar las regiones anterior y posterior del cerebro. Imagen: Dr. Tetsuaki Miyake / Departamento de Biología de la Universidad de York / Nikon Small World
Qué partes del cerebro produce cada población celular
Los científicos utilizaron técnicas de trazado de linaje, que consisten en marcar determinadas células y seguir a sus descendientes a medida que el embrión se desarrolla, para averiguar qué estructuras cerebrales termina formando cada población celular.
De este modo, pudieron comprobar que las descendientes del ectodermo neural anterior contribuyeron al prosencéfalo y al mesencéfalo. Estas regiones incluyen estructuras relacionadas con el razonamiento, la percepción sensorial, la memoria, el lenguaje y la regulación del movimiento.
Las células del ectodermo neural posterior produjeron sobre todo tejidos del rombencéfalo, la región que incluye gran parte del tronco encefálico y participa en procesos automáticos indispensables para la supervivencia.
Los experimentos con células madre pluripotentes humanas reforzaron esta separación. Cuando los científicos generaron progenitores anteriores y posteriores en el laboratorio y los sometieron a señales destinadas a cambiar su identidad, las células se resistieron.
Los progenitores anteriores continuaron produciendo células del prosencéfalo y del mesencéfalo incluso al recibir señales asociadas al cerebro posterior. Los progenitores posteriores siguieron formando tejidos del rombencéfalo cuando fueron expuestos a condiciones favorables para el cerebro anterior.
Incluso al cultivar juntas ambas poblaciones, cada una conservó mayoritariamente su destino original.
La identidad cerebral estaba escrita en la cromatina
La explicación se encontraba en la forma en que las células organizaban su ADN. Aunque casi todas contienen el mismo genoma, no todas mantienen accesibles las mismas regiones.
La cromatina —la combinación de ADN y proteínas que organiza el material genético— funciona como un sistema de puertas: algunos genes quedan expuestos y pueden activarse, mientras otros permanecen plegados y prácticamente fuera de alcance.
El ectodermo neural anterior mostraba regiones de cromatina accesibles para genes relacionados con OTX2 y con la formación del prosencéfalo. El posterior mantenía abiertas secuencias reguladoras asociadas a genes HOX, HNF1B y MAFB, característicos del rombencéfalo.
Estas diferencias aparecían antes de la formación de las neuronas y anticipaban la futura identidad de cada región. Las células no solo se encontraban en lugares diferentes del embrión: ya llevaban incorporados programas genéticos distintos.
Por qué era tan difícil fabricar neuronas del tronco encefálico
La existencia de dos progenitores puede explicar un problema que ha desconcertado durante años a los investigadores.
Los protocolos de células madre han logrado producir con relativa facilidad neuronas del cerebro anterior y medio. Sin embargo, generar determinados tipos de neuronas del tronco encefálico ha resultado mucho más complicado.
Según los autores, muchos intentos partían inadvertidamente de progenitores anteriores y trataban después de convertirlos en células posteriores. El nuevo estudio indica que, para entonces, esas células ya habían cerrado gran parte de las rutas genéticas necesarias para formar el rombencéfalo.
🗣️ «En biología de células madre, la gente suele obsesionarse con obtener el tipo celular final, como la neurona —señala Rayyan Jokhai, coautor principal del estudio. Y precisa—: Pero es fundamental comenzar en las primeras etapas del desarrollo embrionario».
El equipo reprodujo primero la bifurcación original y dirigió células pluripotentes humanas hacia el ectodermo neural posterior mediante una combinación de señales, entre ellas, los factores de crecimiento de fibroblastos y el ácido retinoico.
Ocho mapas del atlas mapzebrain muestran, mediante diferentes colores, los patrones de expresión de distintos genes en el cerebro completo del pez cebra y con resolución celular. El nuevo estudio identificó en esta especie la separación entre los programas embrionarios que originan las regiones anterior y posterior del cerebro, una organización también presente en mamíferos y otros animales. Cortesía: Max Planck Institute for Biological Intelligence / Dr. Inbal Shainer y Enrico Kueh
Neuronas humanas del cerebro posterior cultivadas en el laboratorio
A partir de los nuevos progenitores, los investigadores generaron neuronas motoras características de los rombómeros 5 y 6, segmentos embrionarios del cerebro posterior relacionados con nervios que controlan músculos de la cara, la garganta y el cuello.
Las células cultivadas expresaban marcadores moleculares propios de esa región, producían proteínas relacionadas con la transmisión colinérgica y mostraban actividad eléctrica. También mostraban actividad eléctrica y respondían a estímulos generando potenciales de acción, una propiedad esencial de las neuronas funcionales.
El resultado proporciona una plataforma para estudiar enfermedades que afectan al tronco encefálico. En la esclerosis lateral amiotrófica (ELA y en la atrofia muscular espinal degeneran neuronas motoras implicadas en el habla, la deglución y la respiración.
Como no es posible obtener tejido del tronco encefálico de pacientes vivos sin causar daños graves, los científicos podrían utilizar células pluripotentes de una persona, transformarlas en progenitores posteriores y observar en una placa de cultivo cómo progresa la enfermedad o cómo responde a distintos tratamientos.
Por ahora, se trata de una herramienta experimental y no de una terapia regenerativa lista para aplicarse en pacientes.
Organoides cerebrales y estudios relacionados
El trabajo se incorpora a una rápida expansión de los organoides cerebrales, estructuras tridimensionales cultivadas a partir de células madre que reproducen algunas características del cerebro en desarrollo.
En 2024, una investigación publicada en Cell Stem Cell detallaba la creación de organoides cerebelosos humanos con células de Purkinje funcionales, las grandes neuronas que coordinan buena parte de la actividad del cerebelo.
Ese mismo año, otro equipo desarrolló una estrategia basada en múltiples señales químicas para generar una mayor diversidad de identidades neuronales en organoides. El avance mostró hasta qué punto la combinación y el momento de aplicación de los factores de desarrollo determinan qué región cerebral reproduce un cultivo.
Y un estudio publicado en la revista Molecular Psychiatry también produjo organoides del cerebro posterior con neuronas serotoninérgicas. Los modelos, elaborados a partir de células de diferentes personas, mostraron respuestas distintas al antidepresivo escitalopram.
Los nuevos resultados de Stanford sugieren que estos modelos podrían ganar precisión si reproducen desde el comienzo la separación entre progenitores anteriores y posteriores.
El cerebro posterior contiene circuitos neuronales esenciales para regular el hambre, la saciedad y las respuestas de aversión a los alimentos. Conocer mejor el origen y la identidad de estas neuronas podría ayudar a comprender la acción de fármacos contra la obesidad basados en GLP-1, como la semaglutida. Foto de Jarritos Mexican Soda
El cerebro posterior, el apetito y los fármacos contra la obesidad
El rombencéfalo también ha adquirido protagonismo por su participación en el control del hambre.
Un estudio publicado en Nature en 2024 mostró en ratones que distintas poblaciones de neuronas del cerebro posterior con receptores GLP-1 separan los efectos de saciedad de las respuestas de aversión. Estos circuitos ayudan a comprender la acción de medicamentos contra la obesidad como la semaglutida.
La posibilidad de cultivar tipos concretos de neuronas del cerebro posterior permitiría estudiar estos mecanismos en células humanas y analizar por qué la eficacia y los efectos secundarios de estos tratamientos varían entre personas.
Una división con hasta 600 millones de años de antigüedad
La investigación añade una dimensión evolutiva al descubrimiento.
Los científicos encontraron la separación entre territorios celulares asociados a los genes Otx y Gbx en embriones de macaco, pollo y pez cebra. También observaron una organización comparable en el gusano bellota, un pequeño invertebrado marino que comparte con los humanos un ancestro muy remoto.
La distinción podría remontarse a un antepasado común que vivió hace entre 550 y 600 millones de años, antes de la aparición de los vertebrados.
Algunos animales aún más antiguos, como las medusas, poseen redes nerviosas diferenciadas en extremos opuestos de su cuerpo. Los autores plantean que la evolución pudo aproximar espacialmente dos sistemas neurales ancestrales hasta integrarlos en una estructura compacta.
🗣️ «La evolución tomó dos sistemas existentes y los juntó —resume Loh—. Quizá sería más eficiente que el cerebro fuera un único órgano, pero seguimos recurriendo a esta forma primitiva de constituir el cerebro como dos partes separadas».
La hipótesis es sugerente, pero debe interpretarse con prudencia. La comparación entre especies no demuestra de forma directa que dos órganos completos se fusionaran. Lo que revela es que la división molecular entre regiones nerviosas anteriores y posteriores es extraordinariamente antigua.
Reconstrucción tridimensional obtenida a partir de secciones de cerebro humano. Aunque el cerebro adulto funciona como una estructura integrada, el nuevo estudio indica que sus regiones anterior y posterior comienzan a formarse mediante programas celulares diferentes desde las primeras etapas embrionarias. Imagen: Dra. María Prado-Figueroa / INIBIBB (CONICET–Universidad Nacional del Sur) / Nikon Small World
Qué demuestra el estudio y qué queda por resolver
La investigación demuestra que existen al menos dos progenitores del ectodermo neural con destinos diferentes. Sin embargo, todavía quedan preguntas importantes.
El progenitor posterior identificado contribuye sobre todo a las zonas posteriores del rombencéfalo, pero el origen exacto de su región anterior, incluido el cerebelo, continúa sin resolverse.
Los investigadores no descartan que exista una tercera población progenitora aún desconocida o una mayor plasticidad en la frontera entre el mesencéfalo y el cerebelo. Tampoco pueden excluir que otras combinaciones experimentales permitan transformar un linaje en otro.
El estudio se basa además en embriones animales, análisis moleculares y células humanas cultivadas. Estos modelos reproducen procesos fundamentales, pero no capturan toda la complejidad del desarrollo de un cerebro humano dentro del útero.
Una frontera ancestral dentro de nuestra cabeza
La imagen final es más compleja que el llamativo concepto de «dos cerebros», pero también más interesante.
El órgano que permite escribir poemas, resolver ecuaciones o preguntarse por su propio origen conserva durante su formación una frontera trazada hace más de medio billón de años.
Bajo la continuidad del cerebro adulto persisten dos historias embrionarias distintas: una vinculada a las funciones que permiten interpretar el mundo y otra dedicada a sostener los procesos básicos que nos mantienen vivos.▪️(18-septiembre-2026)
⏱️ LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- El cerebro humano podría ser un órgano compuesto, formado durante el desarrollo a partir de dos poblaciones celulares diferentes.
- El cerebro anterior y medio, relacionado con el pensamiento, la memoria, el lenguaje y la percepción, procede de progenitores que expresan el gen Otx2.
- Buena parte del cerebro posterior, encargado de funciones vitales como respirar, dormir, tragar o regular el ritmo cardiaco, se origina en células que activan el gen Gbx2.
- Ambos tipos de progenitores aparecen en paralelo durante la gastrulación, una de las primeras etapas del desarrollo embrionario.
- Las células conservan su identidad incluso cuando reciben señales destinadas a transformarlas, lo que indica que sus destinos quedan fijados muy pronto.
- Los investigadores consiguieron generar en el laboratorio neuronas motoras humanas funcionales del cerebro posterior, hasta ahora difíciles de obtener.
- El avance podría facilitar el estudio de enfermedades que afectan al tronco encefálico, como la ELA y la atrofia muscular espinal.
- Esta separación celular se observa en especies muy diferentes y podría remontarse a hace entre 550 y 600 millones de años.
- Los resultados apoyan la hipótesis de que la evolución integró dos sistemas nerviosos ancestrales, pero no significan que los humanos tengamos literalmente dos cerebros.
- El origen de algunas regiones, como el cerebelo, todavía no está completamente resuelto y podría implicar otro progenitor aún desconocido.
NEUROCIENCIA Y DESARROLLO FETAL
PREGUNTAS & RESPUESTAS: EL Origen del Cerebro Humano
🧠 ¿El ser humano tiene realmente dos cerebros?
No. El adulto posee un único cerebro anatómica y funcionalmente integrado. El estudio propone que algunas de sus regiones proceden de dos poblaciones embrionarias diferentes, por lo que puede considerarse un órgano compuesto desde el punto de vista del desarrollo.
🧠 ¿Qué partes del cerebro tienen orígenes distintos?
El ectodermo neural anterior origina principalmente el prosencéfalo y el mesencéfalo. El ectodermo neural posterior contribuye sobre todo a la formación del rombencéfalo o cerebro posterior.
🧠 ¿Qué genes distinguen a los dos progenitores?
Las células anteriores expresan principalmente Otx2, mientras que las posteriores se caracterizan por la expresión de Gbx2. Ambos genes ayudan a establecer la frontera entre las regiones cerebrales.
🧠 ¿Por qué es importante este descubrimiento?
Permite comprender mejor cómo se construye el cerebro y ofrece una estrategia más precisa para producir neuronas del tronco encefálico. Estas células pueden utilizarse para investigar enfermedades neurológicas y probar posibles tratamientos.
🧠 ¿Puede ayudar a tratar la ELA o la atrofia muscular espinal?
Todavía no constituye un tratamiento. Su utilidad inmediata consiste en crear modelos celulares humanos con los que estudiar qué falla en las neuronas afectadas por estas enfermedades y evaluar nuevas terapias.
🧠 ¿Está demostrado que dos sistemas nerviosos primitivos se fusionaron?
No de manera directa. Los datos muestran que la separación entre programas nerviosos anteriores y posteriores se conserva en especies muy alejadas evolutivamente. A partir de esa continuidad, los investigadores proponen que dos sistemas ancestrales pudieron integrarse durante la evolución.
Información facilitada por la Stanford Medicine
Fuente: Jokhai, R. T., Dundes, C. E., Ahsan, H. S. et al. Two parallel neural ectoderm progenitors contribute to the developing brain. Nature Neuroscience (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41593-026-02433-7
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