Las circunvoluciones del cerebro no son un fallo biológico, sino un truco genial de la evolución para acelerar el pensamiento

Un grupo de neurobiólogos de la Universidad de California en Berkeley ha refutado la visión tradicional sobre el origen de las circunvoluciones cerebrales: resultó que los numerosos pliegues en la superficie del principal órgano del sistema nervioso no surgieron porque el cráneo fuera demasiado estrecho. La realidad es mucho más compleja.
La investigación, publicada en The Journal of Neuroscience, demostró que la profundidad incluso de los surcos más pequeños está directamente relacionada con la inteligencia. Por ejemplo, en niños y adolescentes, estas pequeñas hendiduras fortalecen la conexión entre la corteza prefrontal lateral y la corteza parietal lateral, áreas responsables de la lógica y otros procesos cognitivos complejos.

La naturaleza resultó ser asombrosamente ingeniosa: los surcos acercan físicamente regiones importantes del cerebro, reduciendo la distancia entre ellas y acelerando la transmisión de impulsos nerviosos. Además, las características estructurales de estas diminutas hendiduras, llamadas surcos terciarios, pueden servir como marcadores naturales de la predisposición a ciertos tipos de pensamiento o incluso indicar riesgos de desarrollar trastornos neurológicos.
La profesora Silvia Bunge, del Instituto de Neurociencia Helen Wills, relata los orígenes del estudio: “Observamos una relación entre la profundidad de los surcos y la capacidad de razonamiento en los jóvenes. Basándonos en estas observaciones, nuestra colega Suvi Häkkinen decidió comprobar cómo se manifiesta esta dependencia en la práctica y qué papel juega la actividad sincronizada entre las zonas prefrontal y parietal del cerebro”.
El profesor Kevin Weiner, coautor del estudio, añade: “Nuestras suposiciones sobre las conexiones funcionales entre ciertos surcos terciarios en la corteza prefrontal lateral y la corteza parietal se confirmaron completamente. Creemos que la formación de surcos reduce la distancia entre áreas conectadas del cerebro, aumentando la eficiencia de las redes neuronales y, como consecuencia, mejorando las capacidades cognitivas”.

En la evolución de las especies se puede observar una curiosa regularidad. El cerebro de la mayoría de los animales, incluidos muchos mamíferos, tiene una superficie lisa. La estructura plegada aparece solo en primates, y con diferentes niveles de complejidad. Por ejemplo, en los titíes —monos del Nuevo Mundo— los surcos son apenas visibles. En los humanos, en cambio, alcanzan una profundidad impresionante: entre el 60 y el 70% de toda la corteza está oculta en estos pliegues.
El patrón de las circunvoluciones no permanece constante a lo largo de la vida. La estructura final se forma en las etapas finales del desarrollo fetal, y en la vejez los pliegues se vuelven menos marcados. “La profundidad de los surcos puede cambiar, la materia gris puede engrosarse o adelgazarse según la experiencia vital. Sin embargo, la configuración general es única para cada persona: tamaño, forma, ubicación e incluso la presencia de algunos surcos son características individuales estables”, explica Bunge.

Una vez más, especial interés despiertan los surcos más pequeños —los terciarios— muchos de los cuales son exclusivos del ser humano. Se forman los últimos durante el desarrollo del feto y nunca alcanzan la profundidad de los surcos principales. La comunidad científica plantea la hipótesis de que estas estructuras aparecen en las zonas del cerebro que más evolucionaron en la historia del Homo sapiens. Probablemente estén estrechamente ligadas a aspectos del intelecto —la capacidad de razonar, planificar acciones, tomar decisiones y controlar impulsos— que continúan desarrollándose durante toda la adolescencia.

Curiosamente, durante sus estudios universitarios, ni Weiner ni Bunge aprendieron cómo encontrar e identificar surcos terciarios en imágenes del cerebro. En clase, a los futuros científicos solo se les mostraban esquemas generalizados que diferían bastante de las tomografías reales de los pacientes.
“Entonces noté que algunas circunvoluciones en mis imágenes no aparecían en los atlas cerebrales estándar. Le pregunté a mis mentores, Sabine Kastner y Charlie Gross: ‘¿Tengo un cerebro especial o falta algo en los atlas?’ Esa pregunta llevó a una investigación de quince años sobre un surco terciario específico en la corteza visual”, recuerda Weiner.

Las dimensiones de la estructura estudiada variaban enormemente: desde diminutas hendiduras de tres milímetros hasta surcos de siete centímetros. El análisis reveló una relación interesante: la longitud de este surco influía directamente en la capacidad del cerebro para reconocer rostros. En personas con prosopagnosia congénita —una rara condición en la que un cerebro sano no puede identificar caras (aproximadamente el 2% de la población)— esta estructura anatómica, especialmente en el hemisferio derecho, era notablemente más corta y menos profunda.

En 2018 los experimentos continuaron en Berkeley, donde Weiner se centró en la corteza prefrontal —el área detrás del hueso frontal. Uniéndose a Bunge, el neurobiólogo se sumergió en el estudio de cómo las características estructurales de esa zona cerebral determinan el desarrollo del pensamiento lógico. En 2021, el dúo científico creó un mapa detallado de los pliegues más pequeños de la zona prefrontal y, mediante modelado computacional, demostró que son precisamente las estructuras terciarias las que juegan un papel clave en la formación de la inteligencia en las generaciones jóvenes.

La siguiente fase del trabajo abordó una nueva región. Los científicos cartografiaron minuciosamente todas las circunvoluciones microscópicas en la zona parietal lateral —área ubicada debajo del hueso parietal, detrás de la coronilla. Luego rastrearon cómo estas estructuras interactúan con formaciones similares en la región prefrontal.
El experimento contó con la participación de 43 voluntarios de entre 7 y 18 años, incluidos 20 niñas. A cada participante se le propuso resolver tareas lógicas mientras un aparato de resonancia magnética funcional registraba la actividad neuronal. El equipo se centró en el funcionamiento de 21 surcos en cada hemisferio, incluyendo por primera vez en el análisis las estructuras terciarias. Aquellos con surcos más profundos mostraron una mayor centralización de red —es decir, una mejor interacción entre las regiones prefrontales y parietales.

Bunge destaca especialmente: la relación entre la profundidad de los surcos y la capacidad de razonamiento no se observa en todas las estructuras. “No afirmamos que los pliegues corticales determinen estrictamente las capacidades intelectuales de una persona. El funcionamiento cerebral depende de muchas características anatómicas y funcionales. Es importante comprender que una educación de calidad influye notablemente en el desarrollo de las habilidades cognitivas, y este proceso continúa incluso en la edad adulta”.

Actualmente, el laboratorio de Weiner está desarrollando un software innovador para identificar surcos terciarios. Los programas existentes solo reconocen alrededor de 35 surcos, mientras que, contando los terciarios, el número supera el centenar. Además, los investigadores descubren constantemente nuevas estructuras aún no descritas.
Los científicos proponen utilizar los surcos como puntos de referencia anatómicos al comparar cerebros de distintas personas. Esto resulta especialmente relevante dada la alta variabilidad individual en la estructura del órgano. Los médicos podrán diagnosticar enfermedades neurológicas con mayor precisión, planificar cirugías y evaluar los resultados de los tratamientos. El análisis comparativo también es necesario para comprender las causas de diversos trastornos cognitivos —por ejemplo, por qué personas con lesiones similares presentan síntomas diferentes. Además, la cartografía detallada de las particularidades individuales de la estructura cerebral podría ayudar a desarrollar métodos terapéuticos personalizados.
“En los últimos cinco años se han creado decenas de atlas anatómicos, pero todos representan de forma diferente las conexiones neuronales entre zonas corticales. Y lo más importante: los esquemas generalizados a menudo no coinciden con lo que vemos al examinar pacientes concretos”, concluye Weiner.