Presentación de Emiliano Bruner (CENIEH) en la Jornada de Atapuerca al Parkinson de nuestros días el 19 de octubre 2016

1. Evolución y neuroanatomía: los límites del cerebro humano
Emiliano Bruner
Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana, Burgos
emiliano.bruner@cenieh.es

3. Johann Friedrich Blumenbach
(1752-1840)
Paul Topinard (1830 – 1911)
Antropología: la historia natural del género humano

4. Frenología

6. Positivismo, fisiognomía, frenología …

7. 1. La variabilidad individual es muy consistente
2. No se conocen los mecanismos de formación de los elementos corticales
3. La asociación entre surcos y áreas arquitectónicas es muy general
4. La correlación entre morfología y función es ausente o escasa
5. La interpretación de las respuestas funcionales es todavía superficial

8. Pantagonióstato
craneosteóforo

9. De la Cuétara, 2013
Antropología
Medicina
Antropología forense
Bioarqueología

10. Estadística
Informática
Matemáticas
Morfometría computarizada
y modelos geométricos

11. Paleoneurología ...

12. Kobayashi et al., 2013
Moldes endocraneales

13. Cerebro y neurocráneo …
CélulasCerebro HuesosConectivos

14. Relaciones funcionales
Fisiología
Bioquímica
Metabolismo
Relaciones estructurales
Biomecánica
Morfogénesis

15. Huesos
Conectivos
Vasos
Neuronas Líquido cefalorraquídeo

16. crista galli
protuberancia occipital
interna
piramides temporales
tensores …

17. 500 cc
1000 cc
1500 cc

18. 500 cc
1000 cc
1500 cc

19. Hilgetag and Barbas, Anat Embryol 2005
Factores mecánicos y morfología de la corteza

20. Van Essen, Nature 1997

21. Toro and Burnod, Cereb Cortex 2005
Factores mecánicos y morfología de la corteza

22. Tallinen et al. Nature Physics 2016

23. Evolución cerebral
Cambio de forma
Cambio de tamaño
Cambio de relaciones
Vínculos, límites, consecuencias …

25. Kyriacou and Bruner, 2010
Lóbulos frontales …
Enlow, 1990

26. Ojo
Corteza prefrontal

28. Phineas Gage (1823–1860)

29. António Egas Moniz
(1874 - 1955)
“Psicocirujía …”
1949 – Premio Nobel para la Lobotomía!!!
Walter Freeman
45 000 - 50 000 “pacientes”

30. Corteza frontal
Techo de las órbitas

31. chimpancé H. erectus H. heidelbergensis H. sapiens
La relación espacial órbitas/cerebro
Beaudet and Bruner 2016

32. Reducción de la cara
Ampliación del cerebro
(y de las órbitas)
(y de los ojos)
Superposición de los
lóbulos frontales
Ampliación de los
lóbulos temporales

33. Cerebro grande y cara pequeña
Masters, Med Hypothes 2012
… y el ojo se deforma!
La relacción ojo/órbita es proporcional al error de refracción

34. Zollikofer and Ponce de León 2002
braquicéfalos dolicocéfalos

35. Asia Braquicéfalos Mujeres

36. Relación estructural y genética
Ojo-Órbita
Relación funcional
Ojo-Lóbulos occipitales
Relación estructural
Ojo-Lóbulos frontales
Relaciones estructurales
Relaciones funcionales

37. Lóbulo temporal
Estructuras
mandibulares

38. Bruner et al., J. Anat. 2015
Los lóbulos parietales

39. Huesos parietales
Bruner, et al., Coll Antropol 2004; Anat Rec 2011; Front Neuroanat 2014

40. Bruner et al., PNAS, 2003; Bruner, J Hum Evol 2004
Neandertales y humanos modernos comparten el mismo
tamaño del cerebro, pero con forma diferente
Lóbulos parietales

41. Dupej et al. 2016
Análisis de correspondencia geométrica
Superficie parietal

42. Neubauer et al. 2009, 2010; Gunz et al., 2010
Esta expansión parietal ocurre en una fase muy temprana del desarrollo, una fase
ausente en chimpancés y Neandertales

43. El precúneo
Bruner et al., J Anat 2014
Bruner et al., Neurosci 2015

44. Bruner et al., J Anat. 2014

46. Bruner et al., Brain Struct. Funct. 2016

47. Bruner et al., 2016

48. Huesos parietales y occipitales
(Gunz and Harvati, J Hum Evol 2007)

49. Bruner et al. 2016 (in press)
Network modeling

50. Battaglia-Mayer et al., 2003
El sistema fronto-parietal
Caminiti et al., 2015

51. (Allen et al., Am J Phys Anthropol 2002)
Lóbulos parietales vs.
Lóbulos frontales
Lóbulos temporales

52. El sistema cráneo-vascular
Bruner et al. Am. J. Hum . Biol. 2011

53. Arteria meníngea media
Venas diplóicas
Bruner et al., Eur J Morphol 2005; Am J Hum Biol 2011
Rangel de Lázaro et al., Am J Phys Anthropol 2016
El sistema vascular

54. Arterias cerebrales

55. Mapas térmicos
Bruner et al., Am J Hum Biol 2011, 2012

56. Bruner et al. Front. Neuroanat. 2014

57. El precúneo es proximo al núcleo térmico del cerebro
Bruner et al, 2011
El precúneo presenta elevados niveles metabólicos
Cavanna and Trimble, 2006
El precúneo presenta elevados niveles térmicos
Sotero and Iturria-Medina ,2011
*
*
*
Temas calientes …

58. Desequilibrios metabólicos en éstas mismas áreas se asocian a fases temprana de
la enfermedad de Alzheimer, patología particularmente asociada a nuestra especie
Bruner and Jacobs, J. Alzheimer’s Disease 2013

59. Evolution and Alzheimer’s disease
Bruner & Jacobs, J. Alzheimer Disease 2013

60. Orientar la investigación hacia las estructuras parietales en humanos y primates no-humanos, hacia
la organización vascular, hacia los procesos metabólicos …

61. Tim Crow Chance and Crow, JASs 2007
Lenguaje Asimetrías cerebrales
Esquizofrenia

62. Forma y geometría
(en el espacio)
Tensiones y presiones
(fuerzas)
Volumen Superficie
Cuerpos celulares
(materia gris)
Conexiones
(materia blanca)

63. Sporns et al. 2004
Forma y geometría
(en el espacio)
Tensiones y presiones
(fuerzas)
Funciones
(metabolismo, bioquímica,
cognición …)

64. Hofman 1984
Patrones …
Vínculos
Escala y proporciones
Límites
Desventajas
Problemas
Soluciones

65. Relación tamaño-superficie
Relación cráneo-cerebro
Relación entre áreas cerebrales Redes y conectividad
Sistema vascular Metabolismo
Tiempos y tasas de
desarrollo y
crecimientos
Relaciones funcionales
y estructurales entre las
células
POLIGENÍA PLEIOTROPÍA EFECTOS AMBIENTALES

66. Tamaño cerebral
Procesos energéticos y dieta
Longevidad y parámetros del ciclo biológico
Ecología
Depredación
Patologías
Locomoción …
Estructura social
Transmisión cultural
Patrones reproductivos …

67. Medicina y Evolución
1. Los genes y los caracteres representan una red, que a la vez es
sensible a los efectos del ambiente
2. La evolución selecciona en función de la eficiencia reproductiva
(numero de hijos de cada población)
3. La evolución selecciona todo el “paquete”, y no caracteres
individuales por separados
4. Caracteres buenos se eliminarán si están asociados a caracteres muy
malos, caracteres malos se aceptarán i) si están asociados a caracteres
muy buenos, o ii) si no afectan a la reproducción.

68. MedicinaBiología evolutiva
Causas remotas
Perspectiva comparada
Preparación teórica
Competencia analítica
Causas próximas
Perspectiva aplicada
Preparación práctica
Competencia diagnostica

69. • La mayor parte de los rasgos y procesos
endocraneales no se conocen para nuestra propia
especie
• Muchos de estos rasgos tienen relevancia biomédica
Modelos humanos modernos:

70. Ribas et al., 2006
Medicina y antropología …
Mismas preguntas, diferentes objetivos…
Mismas herramientas, diferentes aplicaciones …

71. Integración visoespacial
Ojo y visión
(adaptaciones sensoriales y neurales)
Mano y manualidad
(adaptaciones sensoriales y neurales)
Primates

72. Neuroarqueología …
Stout and Chaminade, 2006

73. La interfaz: los “puertos” principales

74. La importancia del cuerpo en el
proceso cognitivo
La importancia de la cultura material
en el proceso cognitivo
Embodiment
Brain-artefact interface
Teoría de la Mente Extendida

75. El cerebro integra los objectos en los esquemas del cuerpo

76. Bruner and Lozano, J Anthropol Sci 2014
CULTURA CEREBRO
MANO
OJO
INTERFAZ
DIENTES

78. Bruner E. & Iriki A. 2015. Extending mind,
visuospatial integration, and the evolution
of the parietal lobes in the human genus.
Quaternary International 2016

79. Nicho
Ecológico
Cultural
Social

80. Tamaño cerebral Tamaño del grupo social
Robin Dunbar y el cerebro Social

81. Contacto físico (tacto) EndorfinasComportamiento social
Percepción del cuerpo, cognición corporal, auto-conciencia
(Hills et al., 2015; Maister et al., 2015; Peer et al., 2015)

83. AntjeWenner

85. La paradoja cibernética …

86. Herbert Spencer
(1820 –1903)
El organismo social
“El ser humano es a la vez el problema final de la
Biología y y el factor inicial de la Sociología”
The Study of Sociology (1873)

87. proyecto
https://paleoneurology.wordpress.com/

89. Antropológica Mente

90. tiempo
25Ma
5Ma
MacacaPan Homo

91. Bayly et al., 2014

92. Pereira-Pedro and Bruner, Ann Anat 2016

93. Órbitas y lóbulos occipitales
Órbitas
Lóbulos occipitales Áreas de integración
Grupo social
+
+
-
Pearce et al., Proc. R. Soc. B Biol. Sci. 2013

94. Embriología y Genética
Anatomía y Morfometría
Informática y Estadística
Ingeniería y Física
Histología y Fisiología