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Comparaciones morfológicas del encéfalo en vertebrados mediante biomodelos en 3D
Morphological comparisons of the vertebrate brain using 3D biomodels
Palabras clave:
Corteza cerebral, Homología estructural, Imprenta-tridimensional, Neuroanatomía, Neurobiología (es)Cerebral cortex, Neuroanatomy, Neurobiology, Structural homology, Three-dimensional printing (en)
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Se llevaron a cabo comparaciones morfométricas de las cinco clases de vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos), revelando similitudes notables en la presencia de sus estructuras encefálicas, así como diferencias significativas en términos de tamaño y forma. A través del uso de técnicas topográficas y biomodelos tridimensionales (3D), se pudo visualizar y analizar con mayor precisión las estructuras cerebrales, lo que proporciona una comprensión más profunda de cómo estas diferencias morfológicas se relacionan con las funciones biológicas y comportamentales de cada clase. Este enfoque también permite comprender cómo las presiones selectivas han moldeado la evolución de las regiones encefálicas a lo largo del tiempo, evidenciando la riqueza y diversidad del reino animal. Se observó que, sin importar la complejidad de los vertebrados, en su estudio neuroanatómico, muchas de las mismas subdivisiones estructurales se encuentran presentes a través de diversas especies. Estas divisiones incluyen el tronco encefálico, que conecta el cerebro con la médula espinal y regula funciones vitales como la respiración y el ritmo cardíaco. El cerebelo juega un papel crucial en la coordinación motora y el equilibrio. Por otra parte, el mesencéfalo actúa como un puente entre diferentes partes del cerebro y es esencial para funciones visuales y auditivas. En la mayoría de los vertebrados, también se puede observar un par de lóbulos ópticos, involucrados en el procesamiento de la información visual y la coordinación de los movimientos oculares. Se concluye que las estructuras cerebrales analizadas varían significativamente en tamaño y funcionalidad dependiendo de la complejidad de la especie.
Morphometric comparisons were carried out on the five classes of vertebrates (fish, amphibians, reptiles, birds, and mammals), revealing remarkable similarities in the presence of their brain structures, as well as significant differences in terms of size and shape. Through the use of topographic techniques and three-dimensional (3D) biomodels, brain structures could be visualized and analyzed with greater precision, providing a deeper understanding of how these morphological differences relate to the biological and behavioral functions of each class. This approach also allows us to understand how selective pressures have shaped the evolution of brain regions over time, highlighting the richness and diversity of the animal kingdom. It was observed that regardless of the complexity of vertebrates, in their neuroanatomical study, many of the same structural subdivisions are present across various species. These divisions include the brainstem, which connects the brain to the spinal cord and regulates vital functions such as breathing and heart rate. The cerebellum plays a crucial role in motor coordination and balance. On the other hand, the midbrain acts as a bridge between different parts of the brain and is essential for visual and auditory functions. In most vertebrates, a pair of optic lobes can also be observed, involved in visual information processing and eye movement coordination. It is concluded that the brain structures analyzed vary significantly in size and functionality depending on the complexity of the species.
Referencias
Akat, E., Yenmiş, M., Pombal, M. A., Molist, P., Megías, M., Arman, S., Veselỳ, M., Anderson, R. and Ayaz, D. (2022). Comparison of vertebrate skin structure at class level: A review. The Anatomical Record, 305(12), 3543-3608 pp. https://doi.org/10.1002/ar.24908
Alarcón, L., Castillo, A., Álvarez, S., García, S., Gómez, L., Gómez, S., Leal, J., Martínez, B., Martínez, N., Numpaque, J., Rodríguez, S. y Guzmán, S. (2021). Experiencia de la parafinización como método de conservación de piezas anatómicas. Morfolia, 13(1), 69-78. https://revistas.unal.edu.co/index.php/morfolia/article/view/98161
Alesci, A., Pergolizzi, S., Lo Cascio, P., Fumia, A. and Lauriano, E. R. (2022). Neuronal regeneration: Vertebrates comparative overview and new perspectives for neurodegenerative diseases. Acta Zoologica, 103(2), 129-140 pp. https://doi.org/10.1111/azo.12397
Aversi-Ferreira, T., Bento, P. B. B., Nogueira, K. K. A., Dorta, W. and Trevisan, K. (2022). Phylogenetic evolutionary aspects of the vertebrate skull-an approach for teaching: vertebrate skull. Conjecturas, 22(10), 128-147. https://doi.org/10.53660/CONJ-1530-EDU09
Corona, B. E. H. (2021). [Recurso didáctico] Breve Introducción al Sistema Nervioso: Desarrollo Embriológico/Embrionario, Tejido Nervioso, Médula Espinal. Introducción Al Sistema Nervioso. Universidad de Guanajuato. México. 16 p. https://www.academia.edu/49351604/_Recurso_didáctico_Breve_Introducción_al_Sistema_Nervioso_Desarrollo_Embriológico_Embrionario_Tejido_Nervioso_Médula_Espinal
De Meester, G., Huyghe, K. and Van Damme, R. (2019). Tamaño del cerebro, ecología y sociabilidad: una perspectiva reptiliana, Biol. J. Linn. Soc. 126, 381-391pp. https://doi.org/10.1093/biolinnean/bly206
Faglioni, P. (2020). Chapter: The frontal lobe. In Handbook of clinical and experimental neuropsychology. Taylor y Francis group. 46 pp. https://doi.org/10.4324/9781315791272-31
Felix, W. D. M., Peixoto, D. V. G., Cavalcanti, D. R., Lima, J. B. G., Santos, L. M. C., Santos, M. J. A. B., Maciel, R. V. andHorta, W. G. (2022). Anatomia regional e funcional dos nervos cranianos: uma revisão de literatura. Caderno de Graduação - Ciências Biológicas e da Saúde - UNIT - PERNAMBUCO, 5(1), 83. https://periodicos.set.edu.br/unitsaude/article/view/10914
Fong, S., Rogell, B., Amcoff, M., Kotrschal, A., van der Bijl, W., Buechel, S.D., Kolm, N. (2021). Rapid mosaic brain evolution under artificial selection for relative telencephalon size in the guppy (Poecilia reticulata). Sci Adv, 12;7(46): eabj4314. doi:10.1126/sciadv.abj4314.
Font, E., Burghardt, G. M. and Leal, M. (2023). Brains, behaviour, and cognition: Multiple misconceptions. Chapter In Health and welfare of captive reptiles. In: Warwick, C., Arena, P. C., Burghardt, G. M. (eds) Health and Welfare of Captive Reptiles. Springer, Cham. 211-238 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-030-86012-7_7
Griesser, M., Halupka, K., & van Schaik, C. P. (2023). Parental provisioning drives brain size in birds. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 120(8), e2215354120. https://doi.org/10.1073/pnas.2121467120
Guillén, S. Y. (2022). Localización subcelular del transportador de nucleótidos vesicular por inmunofluorescencia en cultivos neuronales. [Tesis de pregrado] Repositorio institucional Universidad de la Laguna, España. http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/29098
Güntürkün, O., Stacho, M. and Ströckens, F. (2020). Chapter 8 - The brains of reptiles and birds. Evolutionary neuroscience (Second Edition), 159-212 pp. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820584-6.00008-8
Heldstab, S. A., Isler, K., Graber, S. M., Schuppli, C. and van Schaik, C. P. (2022). The economics of brain size evolution in vertebrates. Current Biology, 32(12), R697-R708. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.04.096
Heldstab, S. A., Isler, K., Graber, S. M., Schuppli, C., & van Schaik, C. P. (2022). The economics of brain size evolution in vertebrates. Current Biology, 32(12), R697-R708. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.04.096
Heldstab, S. A., Isler, K., van Schaik, C. P., & Griesser, M. (2023). "Extended parental provisioning and variation in vertebrate brain sizes". PLOS Biology, 21(2), e3002016. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002016
Hernández, C., Soto, D. and Meneses, R. (2022). Convergent evolution of brain structures in vertebrates: An integrative review. Neuroscience Letters, 758, 135944.
Hernández-Barrera, D. J. (2023). Inmunolocalización de marcadores celulares en encéfalo de conejos Nueva Zelanda infectados experimentalmente con Encephalitozoon cuniculi [Maestría thesis]. Repositorio académico digital. Universidad Autónoma de Nuevo León. http://eprints.uanl.mx/id/eprint/25489
Hussan, M. T., Sakai, A. and Matsui, H. (2022). Glutamatergic pathways in the brains of turtles: A comparative perspective among reptiles, birds, and mammals. Frontiers in Neuroanatomy, 16, 937504. https://doi.org/10.3389/fnana.2022.937504
Kasumyan, A. O. and Pavlov, D. S. (2023). Central Nervous System, Hormonal Regulation and Sensory Control of Schooling Behavior of Fish. Journal of Ichthyology, 63(7), 1264-1272. https://doi.org/10.1134/S0032945223070056
Kotrschal, A., Zeng, H., Van Der Bijl, W., Öhman-Mägi, C., Kotrschal, K., Pelckmans, K. y Kolm, N. (2017). Evolución del volumen de las regiones cerebrales durante la selección artificial para el tamaño relativo del cerebro. Evolution, 71. https://doi.org/10.1111/evo.13373
MacIver, M. A. and Finlay, B. L. (2022). The neuroecology of the water-to-land transition and the evolution of the vertebrate brain. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 377(1844), 20200523. https://doi.org/10.1098/rstb.2020.0523
Martins, M. F. (2023). Identificação de nervos cranianos em bovino. [Trabalho de curso]. Zootecnia do Instituto Federal Goiano – Campus Ceres- Go Qualhato. Brasil. 33p.
Montgomery, R. M. (2024). From Neural Cords to Complex Brains: The Evolution of the Vertebrate Central Nervous System and Human Cognition. Prerpints. 1, 1-15. https://doi.org/10.20944/preprints202410.1961.v1
Moulin, T. C., Covill, L. E., Itskov, P. M., Williams, M. J. and Schiöth, H. B. (2021). Rodent and fly models in behavioral neuroscience: An evaluation of methodological advances, comparative research, and future perspectives. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 120, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2020.11.014
Ogawa, S., Pfaff, D. W. and Parhar, I. S. (2021). Fish as a model in social neuroscience: conservation and diversity in the social brain network. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 96(3), 999-1020. https://doi.org/10.1111/brv.12689
Pereyra, M. M. C., Parola, E. M. V. D., Venegas, E. M. V. V., Cirimele, M. V. M. N., Martínez, E. M. V. A. and Chavez, M. V. J. (2024). Guía de lectura: Unidad Temática 3. Aparato de la locomoción. Miología y Neurología. Estudio Descriptivo y Comparado en las especies domésticas. Catedra de anatomía descriptiva y comparada. Universidad nacional del Rosario. Argentina. 64p.
Song, Z., Drobniak, S. M., Liu, Y., van Schaik, C. P., & Griesser, M. (2024). Bird brains fit the bill: morphological diversification and the evolution of avian brain size. bioRxiv, 2024-07. https://doi.org/10.1101/2024.07.02.601652
Suryanarayana, S. M., Robertson, B. and Grillner, S. (2022). The neural bases of vertebrate motor behaviour through the lens of evolution. Philosophical Transactions of the Royal Society Biological Sciences, 377(1844), 20200521. https://doi.org/10.1098/rstb.2020.0521
Vargas, G. (2019). Trabajo práctico Nº 9. Morfología externa de la diversidad de los vertebrados. Trabajo de laboratorio. Curso de zoología general. Universidad Nacional de Salta, Facultad de Ciencias. Sede Oran. Argentina. 6p.
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