La respuesta, tras comparar el sistema visual de varios animales, se encuentra en una estructura clave en el cerebro.
Si levantamos la mano derecha, la orden no nace en el hemisferio derecho de nuestro cerebro, sino en el izquierdo. Si sentimos un pinchazo en el pie izquierdo, buena parte de la información sensorial que lo transmite llegará al hemisferio contrario. Esta peculiar distribución, conocida como organización contralateral, se repite en numerosos circuitos del sistema nervioso de los vertebrados. Pero ¿por qué la evolución dispuso que el cerebro y el cuerpo estuvieran conectados de esta manera? Una nueva hipótesis apunta a una respuesta que se remonta a más de 500 millones de años, cuando los primeros vertebrados comenzaban a desarrollar sus sistemas visuales.
Los neurocientíficos Martin W. Wessendorf y Daniel Delie Wang, de la Universidad de Minnesota han reconstruido la historia evolutiva de varias conexiones nerviosas que cruzan la línea media del sistema nervioso. Los resultados, publicados en Frontiers in Neuroanatomy, presentan una hipótesis basada en la anatomía comparada de diferentes grupos animales. Según los autores, la clave podría encontrarse en una estructura cerebral muy antigua: el tectum óptico.
Para entender la propuesta hay que comenzar por los ojos. La lente ocular proyecta sobre la retina una imagen invertida del entorno. La información visual viaja después por el nervio óptico hasta el quiasma óptico, una región en la que parte de las fibras nerviosas cambia de lado. De este modo, lo que aparece en el campo visual derecho se procesa principalmente en el hemisferio izquierdo, mientras que lo situado a la izquierda llega al hemisferio derecho.
Una parte de esas señales alcanza el tectum óptico, una estructura presente en todos los vertebrados conocidos. En los mamíferos recibe el nombre de colículo superior. Allí, cada lado del cerebro contiene un mapa del campo visual opuesto. Pero el tectum no se limita a procesar imágenes: sus capas más profundas también reciben información de otros sentidos, como el tacto y el oído, y participan en la generación de respuestas motoras rápidas. Es una especie de centro de coordinación que permite integrar lo que un animal ve, oye o siente y reaccionar ante ello.
El estudio plantea que esa organización visual cruzada pudo convertirse en una plantilla para otros circuitos nerviosos que aparecieron posteriormente. La evolución, en lugar de diseñar cada conexión desde cero, habría construido nuevos sistemas sobre una arquitectura que ya funcionaba. Así, distintas vías sensoriales y motoras terminaron adoptando una disposición semejante.
El análisis de Wessendorf y Wang repasa varias de esas conexiones. Una de ellas es la vía de las columnas dorsales, que transmite información relacionada con el tacto fino, las vibraciones y la posición de las partes del cuerpo. Sus fibras cruzan al lado opuesto en el tronco encefálico. Otra es el tracto espinotalámico, que transporta señales vinculadas con el dolor, el picor y ciertas formas de tacto. En este caso, el cruce se produce en la propia médula espinal.
También existen vías motoras que conectan un hemisferio con el lado contrario del cuerpo. El tracto tectoespinal contribuye a orientar movimientos rápidos ante estímulos del entorno, mientras que el tracto rubroespinal participa en el control de las extremidades. En los seres humanos, además, el tracto corticoespinal resulta fundamental para los movimientos precisos, como los que permiten coordinar los dedos al escribir o manipular objetos pequeños.
La historia de esta última conexión ofrece otra pista. Según los autores, en muchos mamíferos el tracto corticoespinal desempeña principalmente una función de modulación de la información sensorial. En primates, incluidos los humanos, y en algunos otros animales con gran destreza, también alcanza circuitos de la médula espinal implicados en el control muscular. La hipótesis plantea que la evolución pudo aprovechar una vía más antigua y darle una nueva función: la motricidad fina. No habría creado un sistema completamente nuevo, sino adaptado uno preexistente.
La propuesta también cuestiona una idea habitual sobre la evolución: que cada característica anatómica debe haber surgido porque ofrecía una ventaja directa para la supervivencia. El estudio analizó explicaciones previas, desde posibles beneficios mecánicos hasta hipótesis relacionadas con la orientación espacial o una supuesta torsión del eje corporal durante la evolución. Ninguna, a su juicio, explica de manera satisfactoria la historia de todos los circuitos cruzados.
En su lugar, sugieren que el sistema visual pudo establecer una organización que condicionó el desarrollo posterior de otras vías nerviosas. Cuando evolucionó la neocorteza de los mamíferos, buena parte de los principales circuitos sensoriales y motores ya estaban organizados de forma contralateral. Mantener ese patrón habría permitido integrar las nuevas conexiones sin tener que reorganizar las anteriores, evitando lo que los autores denominan un «coste de cableado».
La hipótesis lleva el origen de esta arquitectura hasta el Cámbrico, hace entre 538 y 486 millones de años. Es probable que los primeros vertebrados sin mandíbulas ya contaran con un quiasma óptico y un tectum organizado para procesar el campo visual opuesto. Una posibilidad que, señalan, podría ponerse a prueba mediante el estudio de fósiles de sus cráneos.
La explicación no significa que todos los circuitos del cerebro estén cruzados. Existen excepciones, como algunas vías del cerebelo o las conexiones que participan en el reflejo vestíbulo-ocular, que coordina los movimientos de los ojos con los de la cabeza. Tampoco demuestra que el cruce surgiera exclusivamente por la visión. Por ahora, los autores proponen que un sistema visual ancestral pudo influir en la organización de otros circuitos, una herencia que el cerebro de los vertebrados habría conservado durante cientos de millones de años. La evolución, en esta interpretación, no habría dibujado un plano nuevo para cada función. Habría seguido trabajando sobre el mismo esquema, como un ingeniero que aprovecha los cimientos de una construcción antigua para levantar nuevas plantas.
