¿Por qué se cruzan tantas vías cerebrales y cuándo se desarrolló la decusación en la filogenia?

Probablemente sea un accidente de la evolución, ya que hay una pequeña ventaja obvia al hacer que el cableado neuronal se cruce desde el lado derecho hacia el izquierdo, luego hacia la derecha otra vez, y luego nuevamente hacia la izquierda.

Probablemente en una etapa temprana de la evolución (¿antes del pez?), Un cambio genético causó que el lado izquierdo y derecho intercambiaran principalmente, y el cerebro funcionó bien pero con algún efecto secundario como resultado del intercambio (¿nuevo comportamiento del circuito?) . Por ejemplo, la locomoción requiere coordinación lateral izquierda y derecha, por lo que la aparición del cruce podría haber ayudado con la coordinación izquierda-derecha al alterar el circuito izquierda-derecha de alguna manera.

Dado que no importa si el lado derecho del cerebro se asigna al lado derecho o izquierdo del cuerpo, no hay una razón fuerte para que sea de una manera vs. la otra.

Por lo que he aprendido, nadie lo sabe con certeza (como es el caso con muchas características de nuestra anatomía y fisiología).

Sin embargo, hay una explicación que he encontrado convincente. Invertebrados tempranos, parecidos a gusanos, nuestros ancestros evolutivos, pueden haber confiado en la entrada visual primitiva para evitar / escapar de los depredadores (esencialmente, podrían detectar niveles de luz en su entorno local). La forma más eficiente para las entradas visuales para mediar el movimiento de escape / evitación sería que esa entrada atraviese directamente el lado contralateral del organismo, activando la musculatura que aleja al animal * del lado que detectó un posible depredador. Recuerde, los animales simples no necesitan mucho a través de las interneuronas: la información sensorial puede dirigir directamente la respuesta conductual.

Y desde entonces, otros sistemas “siguieron su ejemplo” con el sistema visual. La explicación ciertamente no es convincente, y estoy seguro de que puedes encontrar contraejemplos. Pero, para mí, la idea de que la representación contralateral en el cerebro sea meramente un golpe de suerte evolutivo parece un poco cobarde.

(Disculpas, traté de buscar pero no puedo encontrar una cita. Lo aprendí en una clase de neuroanatomía en el MIT).

En respuesta a su pregunta, estoy de acuerdo con Kevin Kieninger en que probablemente no tenga un propósito particular; solo que sucedió que ocurriera de esa manera. La corteza motora primaria y secundaria se divide de manera uniforme en ambos hemisferios del brian [1]. La razón por la cual las neuronas motoras deberían proyectarse contralateralmente a sus respectivos lados del cuerpo no tiene sentido de manera intuitiva.

Parece que la mayoría de los animales más grandes, es decir, los vertebrados, comparten una simetría bilateral similar del cerebro (y el cuerpo) con los hemisferios derecho e izquierdo. Si no todos los vertebrados tienen neuronas que se proyectan de manera contralateral, no lo sé. Pero una cosa está clara: el desarrollo del SNC simétrico y desarrollado parece haber conducido a una ventaja selectiva en animales vertebrados [2] [3].

De nuevo, en cuanto a que nuestras neuronas se proyecten contralateralmente, no parece haber ninguna ventaja selectiva para eso (que pueda encontrar o que sepa), así que tengo que decir que probablemente sea solo casualidad. Por alguna razón, ese genotipo mostró una ventaja selectiva, y aquí estamos.

No soy un biólogo evolutivo, pero aun así, no puedo encontrar ninguna evidencia de que los hemisferios que controlan lados opuestos del cuerpo sean ventajosos o, por el contrario, desfavorables. ¡Espero que puedas tomar algo de esto!

[1] http://thebrain.mcgill.ca/flash/
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Brain
[3] http://www.singsurf.org/brain/ri

EDIT: Solo pensé en una de las razones por las cuales tener un control motor contralateral podría ser útil: en el caso de un traumatismo espinal medio / superior. Algunas neuronas (principalmente aquellas para el tacto y el calor) cruzan lados en las vértebras de donde provienen sus cabezas. Por lo tanto, viajan contralateralmente por el resto de la columna vertebral. Por el contrario, otras neuronas (principalmente neuronas motoras) viajan ipsilateramente por la columna vertebral (el mismo lado) hasta que alcanzan una parte del cerebro donde cruzan y se conectan al hemisferio opuesto. La razón por la que esto podría ser ventajoso es que si incurriera en una parte del disco parcialmente dañado en mi espina dorsal, podría eliminar todas las neuronas que viajan ipsilateralmente al daño, comenzando en el sitio y bajando, pero no afectaría a las neuronas sensoriales que se originaron más abajo. Entonces, aunque no pueda mover una parte de mi cuerpo, aún podría sentir dolor y calor, permitiéndome sentir un peligro antes de que dañe los tejidos.

De acuerdo, la mayoría de las veces, las lesiones de la columna destruyen todo, desde el sitio del trauma hacia abajo, por lo que el escenario mencionado anteriormente es raro, pero aún es posible.