La relación masa cerebro-cuerpo , también conocida como relación peso cerebro-cuerpo , es la relación entre la masa cerebral y la masa corporal, que se supone que es una estimación aproximada de la inteligencia de un animal , aunque bastante inexacta en muchos casos. Una medición más compleja , el cociente de encefalización , tiene en cuenta los efectos alométricos de tamaños corporales ampliamente divergentes en varios taxones . [1] [2] Sin embargo, la relación masa cerebro-cuerpo bruta es más sencilla de obtener y sigue siendo una herramienta útil para comparar la encefalización dentro de las especies o entre especies bastante relacionadas.
El tamaño del cerebro suele aumentar con el tamaño del cuerpo en los animales (es decir, los animales grandes suelen tener cerebros más grandes que los animales más pequeños); [4] sin embargo, la relación no es lineal. Los mamíferos pequeños, como los ratones , pueden tener una relación cerebro/cuerpo similar a la de los humanos, mientras que los elefantes tienen una relación cerebro/cuerpo comparativamente menor. [4] [5]
En los animales, se cree que cuanto mayor sea el tamaño del cerebro, mayor será el peso cerebral disponible para tareas cognitivas más complejas. Sin embargo, los animales grandes necesitan más neuronas para representar sus propios cuerpos y controlar músculos específicos; [ aclaración necesaria ] [ cita necesaria ] por lo tanto, el tamaño relativo del cerebro en lugar del absoluto permite una clasificación de los animales que coincide mejor con la complejidad observada del comportamiento animal. La relación entre la relación entre la masa del cerebro y la del cuerpo y la complejidad del comportamiento no es perfecta, ya que otros factores también influyen en la inteligencia, como la evolución de la corteza cerebral reciente y los diferentes grados de plegamiento cerebral, [6] que aumentan la superficie de la corteza, que se correlaciona positivamente con la inteligencia en los humanos. La excepción notable a esto, por supuesto, es la hinchazón del cerebro que, si bien da como resultado una mayor superficie, no altera la inteligencia de quienes la padecen. [7]
La relación entre el peso del cerebro y el peso corporal de todos los vertebrados vivos sigue dos funciones lineales completamente separadas para los animales de sangre fría y de sangre caliente . [8] Los vertebrados de sangre fría tienen cerebros mucho más pequeños que los vertebrados de sangre caliente del mismo tamaño. Sin embargo, si se tiene en cuenta el metabolismo cerebral , la relación cerebro-cuerpo de los vertebrados de sangre caliente y fría se vuelve similar, ya que la mayoría utiliza entre el 2 y el 8 por ciento de su metabolismo basal para el cerebro y la médula espinal. [9]
Los delfines tienen la mayor relación cerebro-peso corporal de todos los cetáceos . [11] Los lagartos monitores , tegus y anolis y algunas especies de tortugas tienen la mayor entre los reptiles. [ cita requerida ] Entre las aves, las mayores relaciones cerebro-cuerpo se encuentran entre loros , cuervos , urracas , arrendajos y grajos . Entre los anfibios, los estudios aún son limitados. Tanto los pulpos [12] como las arañas saltadoras [13] tienen algunas de las más altas para un invertebrado , aunque algunas especies de hormigas tienen entre el 14 y el 15% de su masa en el cerebro, el valor más alto conocido para cualquier animal. Los tiburones tienen una de las más altas para los peces junto con las mantarrayas (aunque el pez elefante electrogénico tiene una relación casi 80 veces mayor, aproximadamente 1/32, que es ligeramente mayor que la de los humanos). [14] Las musarañas arbóreas tienen una relación cerebro-masa corporal más alta que cualquier otro mamífero, incluidos los humanos . [15] Las musarañas arbóreas tienen alrededor del 10% de su masa corporal en su cerebro. [16]
En términos generales, cuanto más grande es el animal, menor es la relación entre la masa del cerebro y la del cuerpo. Por lo tanto, las ballenas grandes tienen cerebros muy pequeños en comparación con su peso, y los roedores pequeños como los ratones tienen un cerebro relativamente grande, lo que da una relación entre la masa del cerebro y la del cuerpo similar a la de los humanos. [4] Una explicación podría ser que a medida que el cerebro de un animal se hace más grande, el tamaño de las células neuronales permanece igual, y más células nerviosas harán que el cerebro aumente de tamaño en menor grado que el resto del cuerpo. Este fenómeno puede describirse mediante una ecuación de la forma E = CS r , donde E y S son los pesos del cerebro y el cuerpo, r una constante que depende de la familia animal (pero cercana a 2/3 en muchos vertebrados [17] ), y C es el factor de cefalización. [12]
Se ha argumentado que el nicho ecológico del animal , en lugar de su familia evolutiva, es el principal determinante de su factor de encefalización C. [ 17] En el ensayo "Bligh's Bounty", [18] Stephen Jay Gould señaló que si uno observa a los vertebrados con un cociente de encefalización muy bajo, sus cerebros son ligeramente menos masivos que sus médulas espinales. Teóricamente, la inteligencia podría correlacionarse con la cantidad absoluta de cerebro que tiene un animal después de restar el peso de la médula espinal del cerebro. Esta fórmula es inútil para los invertebrados porque no tienen médula espinal o, en algunos casos, sistema nervioso central.
Investigaciones recientes indican que, en primates no humanos, el tamaño del cerebro en su conjunto es una mejor medida de las capacidades cognitivas que la relación entre la masa del cerebro y la del cuerpo. El peso total de la especie es mayor que el de la muestra predicha solo si el lóbulo frontal se ajusta a la relación espacial. [19] Sin embargo, se descubrió que la relación entre la masa del cerebro y la del cuerpo era un excelente predictor de la variación en las capacidades de resolución de problemas entre los mamíferos carnívoros . [20]
En los seres humanos, la relación entre el peso del cerebro y el peso corporal puede variar mucho de una persona a otra; sería mucho mayor en una persona con bajo peso que en una con sobrepeso, y mayor en los bebés que en los adultos. El mismo problema se plantea cuando se trata de mamíferos marinos, que pueden tener una masa corporal considerable de grasa. Por ello, algunos investigadores prefieren el peso corporal magro a la masa cerebral como un mejor predictor. [21]