De ce emisfera dreaptă a creierului controlează partea stângă a corpului? O ipoteză despre evoluția sistemului nervos

Sursa: Frontiers, Why is the right side of the brain responsible for the left side of the body? The evolutionary history of a puzzling trait.

Organizarea încrucișată a creierului și a corpului este una dintre particularitățile fascinante ale sistemului nervos. Deși poate părea surprinzător, emisfera dreaptă a creierului controlează în mare parte mișcările părții stângi a corpului, în timp ce emisfera stângă coordonează, în principal, partea dreaptă. Un nou articol publicat în revista Frontiers in Neuroanatomy propune o explicație evolutivă pentru apariția acestei organizări.

Cercetătorii Martin Wessendorf și Daniel Wang sugerează că această particularitate ar putea avea la origine modul în care sistemul vizual s-a organizat la vertebrate, cu mult înainte de apariția mamiferelor și a oamenilor.

Cum ajunge informația vizuală la creier?

Pentru a înțelege această organizare, trebuie să pornim de la modul în care funcționează vederea. Lentila ochiului proiectează pe retină o imagine inversată, iar informațiile vizuale sunt transmise prin nervii optici către creier. La nivelul chiasmei optice, anumite fibre nervoase traversează linia mediană, astfel încât informațiile provenite din câmpul vizual drept ajung în principal în emisfera stângă, iar cele din câmpul vizual stâng sunt procesate în emisfera dreaptă.

O structură importantă în acest proces este tectul optic, cunoscut la mamifere sub numele de colicul superior. Situat în mezencefal, acesta contribuie la orientarea rapidă a privirii și a corpului către stimuli vizuali, auditivi sau tactili.

Prezent la toate vertebratele, tectul optic este considerat o structură evolutivă foarte veche. Organizarea sa în raport cu câmpurile vizuale ar putea reprezenta una dintre bazele dezvoltării ulterioare a circuitelor nervoase încrucișate.

Cum sunt transmise senzațiile din corp către creier?

Organizarea contralaterală nu se limitează la vedere. Mai multe căi nervoase transmit informații senzitive din corp către partea opusă a sistemului nervos central.

Calea coloanelor dorsale transmite informații despre atingerea fină, vibrații și poziția segmentelor corpului. Fibrele nervoase urcă prin măduva spinării, iar apoi traversează linia mediană la nivelul trunchiului cerebral.

O altă cale importantă este tractul spinotalamic, care transportă în special informații despre durere, temperatură, prurit și anumite forme de sensibilitate tactilă. Spre deosebire de calea coloanelor dorsale, acesta traversează linia mediană încă de la nivelul măduvei spinării, înainte de a urca spre talamus, o structură cerebrală esențială pentru procesarea informațiilor senzitive.

Prezența acestor căi la numeroase grupe de vertebrate sugerează că organizarea încrucișată a sensibilității are o istorie evolutivă îndelungată.

Cum sunt coordonate mișcările?

Și comenzile motorii urmează, în multe situații, trasee care traversează linia mediană a sistemului nervos central.

Tractul tectospinal contribuie la orientarea capului și a corpului către stimuli din mediul înconjurător. De exemplu, atunci când observăm cu coada ochiului o mașină care se apropie, sistemul nervos poate declanșa rapid o reacție de orientare.

Tractul rubrospinal, care pornește din nucleul roșu al mezencefalului, participă la controlul mișcărilor membrelor, având o importanță variabilă în funcție de specie.

La oameni, un rol deosebit îl are tractul corticospinal, implicat în controlul voluntar al mișcărilor. Acesta contribuie la realizarea mișcărilor precise, inclusiv a celor necesare manipulării obiectelor și coordonării degetelor. O mare parte dintre fibrele sale traversează linia mediană, ceea ce explică în bună măsură de ce fiecare emisferă cerebrală controlează predominant partea opusă a corpului.

Cercetătorii subliniază că această cale nu are aceeași funcție la toate mamiferele. În cursul evoluției, circuite nervoase mai vechi ar fi putut fi adaptate pentru funcții noi, inclusiv pentru controlul motor fin.

O explicație evolutivă: sistemul nervos construiește pe structuri deja existente

Autorii propun că organizarea încrucișată a căilor senzitive și motorii ar putea fi legată de evoluția timpurie a sistemului vizual.

Potrivit ipotezei lor, primele vertebrate ar fi avut deja circuite vizuale organizate contralateral. Ulterior, pe măsură ce sistemul nervos a devenit mai complex, alte căi senzitive și motorii s-ar fi dezvoltat în cadrul unei organizări deja existente.

Această perspectivă reflectă un principiu fundamental al evoluției biologice: structurile noi nu apar întotdeauna de la zero. Deseori, evoluția modifică și reutilizează mecanisme mai vechi, adaptându-le la funcții suplimentare.

Cercetătorii consideră că ipoteza ar putea fi investigată și prin studierea fosilelor unor vertebrate primitive, inclusiv a structurilor craniene care ar putea oferi indicii despre organizarea sistemului vizual.

Este important de precizat că explicația propusă reprezintă o ipoteză evolutivă, nu un mecanism demonstrat definitiv. Cercetări suplimentare vor fi necesare pentru a stabili în ce măsură organizarea timpurie a sistemului vizual a influențat dezvoltarea celorlalte circuite nervoase.

De ce este importantă această descoperire?

Înțelegerea modului în care s-a organizat sistemul nervos de-a lungul evoluției ne ajută să explicăm mai bine relația dintre percepție, sensibilitate și mișcare. Totodată, oferă o perspectivă asupra felului în care circuitele nervoase vechi au fost adaptate pentru funcții complexe, precum coordonarea mișcărilor fine la om.

Faptul că emisferele cerebrale controlează în mare parte partea opusă a corpului nu este doar o particularitate anatomică, ci și o posibilă mărturie a istoriei evolutive a vertebratelor.