La relación masa cerebral-cuerpo , también conocida como relación cerebro-peso corporal , 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 medida más compleja , el cociente de encefalización , tiene en cuenta los efectos alométricos de tamaños corporales muy divergentes en varios taxones . [1] [2] Sin embargo, la relación bruta entre masa cerebral y masa corporal es más sencilla de obtener y sigue siendo una herramienta útil para comparar la encefalización dentro de especies o entre especies bastante estrechamente 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] la relación no es, sin embargo, lineal. Los mamíferos pequeños, como los ratones, pueden tener una proporción cerebro/cuerpo similar a la de los humanos, mientras que los elefantes tienen una proporción cerebro/cuerpo comparativamente más baja. [4] [5]
En los animales, se cree que cuanto más grande sea el cerebro, más peso cerebral estará 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 genera una clasificación de animales que coincide mejor con la complejidad observada del comportamiento animal. La relación entre la relación masa cerebro-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 en los humanos se correlaciona positivamente con la inteligencia. La notable excepción a esto, por supuesto, es la inflamación del cerebro que, aunque produce 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 los 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, y 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 proporción de peso cerebro-cuerpo más alta de todos los cetáceos . [11] Los lagartos monitores , los tegus y los anolis y algunas especies de tortugas tienen los reptiles más grandes. [ cita necesaria ] Entre las aves, las proporciones cerebro-cuerpo más altas se encuentran entre loros , cuervos , urracas , arrendajos y cuervos . Entre los anfibios, los estudios aún son limitados. Los pulpos [12] o las arañas saltarinas [13] tienen algunos de los valores más altos 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 tasas más altas de peces junto con las mantarrayas (aunque el pez elefante electrogénico tiene una proporción casi 80 veces mayor, alrededor de 1/32, que es ligeramente mayor que la de los humanos). [14] Los musarañas tienen una mayor proporción de masa cerebral y corporal que cualquier otro mamífero, incluidos los humanos . [15] Los musarañas tienen alrededor del 10% de su masa corporal en el cerebro. [dieciséis]
Es una tendencia que cuanto más grande se vuelve el animal, menor es la proporción de masa cerebro-cuerpo. 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 proporción de masa cerebro-cuerpo similar a la de los humanos. [4] Una explicación podría ser que a medida que el cerebro de un animal crece, el tamaño de las células neuronales sigue siendo el mismo, y más células nerviosas harán que el cerebro aumente de tamaño en menor grado que el resto del cuerpo. Este fenómeno se puede describir mediante una ecuación de la forma E = CS r , donde E y S son los pesos del cerebro y del cuerpo, r es una constante que depende de la familia animal (pero cerca de 2/3 en muchos vertebrados [17] ), y C es el factor de cefalización. [12] Se ha argumentado que el nicho ecológico del animal, más que 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 vertebrados con un cociente de encefalización muy bajo, sus cerebros son ligeramente menos masivos que su médula espinal. En teoría, la inteligencia podría correlacionarse con la cantidad absoluta de cerebro que tiene un animal después de restarle el peso de la médula espinal. 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 total del cerebro es una mejor medida de las capacidades cognitivas que la relación masa cerebro-cuerpo. El peso total de la especie es mayor que la muestra prevista sólo si el lóbulo frontal se ajusta a la relación espacial. [19] Sin embargo, se descubrió que la relación masa cerebro-cuerpo es un excelente predictor de la variación en las capacidades de resolución de problemas entre los mamíferos carnívoros . [20]
En los seres humanos, la proporción entre el peso del cerebro y el cuerpo puede variar mucho de una persona a otra; sería mucho mayor en una persona con bajo peso que en una persona con sobrepeso, y mayor en bebés que en adultos. El mismo problema se plantea cuando se trata de mamíferos marinos, que pueden tener masas de grasa corporal considerables. Por lo tanto, algunos investigadores prefieren el peso corporal magro a la masa cerebral como mejor predictor. [21]