Escalamiento cerebral

Con estas economías de escala en mente, el tamaño relativo del cerebro puede usarse como una medida de inteligencia, que es difícil de cuantificar en animales. Una mayor masa cerebral relativa a menudo se correlaciona con muchos indicadores de un mejor rendimiento cognitivo, como la capacidad de aprender, usar herramientas o comportamiento social complejo. En las especies extintas, el tamaño del cerebro a menudo resulta ser la única variable que predice la inteligencia, porque el comportamiento rara vez deja huellas fósiles. Por ello, se ha dedicado mucho esfuerzo a estudiar la evolución del volumen cerebral, especialmente en primates.

Aquí es donde las cosas se complican, pero también es interesante: resulta que la curva de tamaño del cerebro y del cuerpo no muestra la misma pendiente en todos los vertebrados. La curva cambiante indica adaptaciones evolutivas o evolutivas a nuevas condiciones ambientales, estrategias de locomoción o dietas. En grupos de animales en los que la curva es moderadamente alta, la masa cerebral también aumenta lentamente con el aumento del tamaño corporal, mientras que aumenta más rápidamente con una pendiente pronunciada. Debido a esta asociación, los aspectos del desarrollo del cerebro pueden pasarse por alto fácilmente si se asume una pendiente uniforme de la curva para todos los vertebrados. Un ejemplo es el dodo extinto: a menudo denigrado como débil, de hecho pronto fue incapaz de volar hacia la paloma, su cerebro escamoso y curvo y su cuerpo plano. Y así, el cerebro de un dodogan pequeño no refleja un tipo de cerebro de gama muy baja, sino más bien una especie de paloma un poco más grande.

Las aves evolucionaron del grupo de los dinosaurios terópodos. Por lo tanto, para comprender cómo evolucionó el cerebro de las aves, debemos estudiar los fósiles más de cerca. Desafortunadamente, el tejido nervioso generalmente se descompone rápidamente y, por lo tanto, apenas se osifica. Sin embargo, los fósiles pueden darnos pistas sobre el tamaño del cerebro de una especie extinta hace mucho tiempo. El cerebro se encuentra en una cavidad protegida en la cabeza, el cráneo. Esto hace que sea muy fácil determinar el tamaño del cerebro en un pájaro moderno: el órgano se extrae del cráneo, se mide y se guarda en un recipiente para las generaciones futuras. Alternativamente, puede llenar la cavidad con una bala pequeña y luego determinar su peso (ver ‘Moldes de cráneos naturales y virtuales’).

Las cosas se complican más con los fósiles. Durante casi dos siglos, el tamaño y la forma de los cerebros de las especies extintas solo podían deducirse cuando los sedimentos, como el limo o la arcilla, se llenaban con un cráneo vacío y luego se petrificaban. De vez en cuando, un cráneo fósil será aplastado, o abierto por un investigador curioso, para revelar un cráter en el cráneo como una nuez rota, para revelar el núcleo. Mientras los paleontólogos se han basado en hallazgos tan fortuitos, han aprendido muy poco sobre los cerebros de los dinosaurios y otras criaturas extintas. Los moldes de cráneos naturales son raros y ningún curador permitiría que un paleontólogo estudiara el cráneo de un animal antiguo como Arqueoptérix Dispersarse

Desde la década de 1980, se han abierto nuevas posibilidades técnicas para estudiar los cerebros prehistóricos de forma no destructiva: las tomografías computarizadas (TC) se utilizan para registrar los límites del cráneo del cerebro fósil, que suelen estar infiltrados por sedimentos durante el proceso de fosilización. . Conocí la tecnología de tragamonedas virtuales cuando era estudiante hace 15 años. Todavía recuerdo vívidamente cómo nosotros, los paleontólogos, siempre le pedíamos a un amigable asistente de rayos X en un hospital de Nueva York que pasara un cráneo de dinosaurio a través de una tomografía computarizada médica por la noche, y luego llevábamos con orgullo un DVD con escaneos recientes en nuestras manos, etiquetados con un fieltro. pluma de punta Una vez nos mostraron el cráneo de un pingüino extinto, pero inmediatamente nos sacaron de la sala de TC para dejar paso a una víctima de un accidente de tráfico. Una hora después se atendió la emergencia y pudimos examinar el cráneo.

Las imágenes de tomografía computarizada brindan excelentes imágenes de los cráneos de especies extintas hace mucho tiempo. Sin embargo, al principio, solo se disponía de imágenes aproximadas: debido a la baja resolución, los cerebros fósiles parecían haber sido ensamblados a partir de bloques de Lego. El hecho de que el límite entre el hueso y la roca pareciera muy borroso se debió a la baja dosis de rayos X. Las tomografías computarizadas médicas funcionan a baja potencia para proteger a los pacientes. La radiación de baja energía se puede utilizar para obtener imágenes de huesos y órganos humanos sin dañarlos, pero no puede penetrar la roca dura sin distorsionarla. Hoy en día, los paleontólogos suelen utilizar máquinas de microtomografía computarizada (CT), que se utilizan, por ejemplo, para buscar grietas en materiales instrumentales. Los rayos X más fuertes serían mortales para los humanos, pero son excelentes para producir imágenes nítidas y de alta resolución de fósiles.