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Hallan tejido cerebral preservado en una víctima de la antigua erupción del Vesubio

Herculano hoy.
Herculano hoy.
Imagen: Pier Paolo Petrone

La catastrófica erupción del Vesubio hace casi 2000 años es famosa por preservar a sus numerosas víctimas en cenizas volcánicas. Una nueva investigación sugiere que esta preservación se extiende al nivel celular, debido al aparente descubrimiento de neuronas en una víctima cuyo cerebro se convirtió en cristal durante la erupción.

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Una nueva investigación publicada en PLOS One describe el descubrimiento de tejido neuronal en el cerebro vitrificado y los restos de la médula espinal pertenecientes a una víctima de la erupción del Vesubio, que explotó en 79 EC.

El descubrimiento de tejido cerebral en restos humanos antiguos es un evento inusual”, dijo Pier Paolo Petrone, antropólogo forense de la Universidad Federico II en Italia y autor principal del nuevo estudio, en un comunicado de prensa. “Pero lo que es extremadamente raro es la preservación integral de las estructuras neuronales de un sistema nervioso central de 2.000 años de antigüedad, en nuestro caso con una resolución sin precedentes”.

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La habitación en la que se encontró el cerebro conservado.
La habitación en la que se encontró el cerebro conservado.
Imagen: Pier Paolo Petrone

La erupción del Vesubio devastó varias ciudades romanas antiguas, incluidas Herculano, Pompeya, Stabiae y Oplontis. Después de una serie de terremotos, el volcán arrojó una columna masiva de roca fundida, ceniza caliente y piedra pómez al cielo. Los habitantes de los asentamientos cercanos sucumbieron rápidamente a los flujos piroclásticos, avalanchas de material sobrecalentado en rápido movimiento. Se estima que 2000 personas murieron durante la erupción.

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La ceniza volcánica que cayó resultó en entierros rápidos y la preservación de muchas víctimas, incluidas las famosas preservaciones de Pompeya. En algunos casos, sin embargo, el intenso calor hizo que los cráneos de las víctimas explotaran, ya que las temperaturas subieron repentinamente a 500 grados Celsius. En Herculano, algunos habitantes buscaron refugio en cámaras de botes cercanas, donde fueron cocidos vivos.

La investigación publicada a principios de este año en el New England Journal of Medicine mostró que las condiciones extremas en ese fatídico día también convirtieron el cerebro de una víctima en cristal, como se describe en un artículo dirigido por Petrone. La vitrificación es el proceso en el que el calor intenso convierte el tejido en una sustancia vítrea, un medio razonablemente bueno para preservar la estructura tanto a macro como a microescala. La víctima masculina, encontrada en Herculano, fue encontrada tendida en una cama de madera y enterrada en ceniza volcánica.

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Un fragmento del cerebro vitrificado.
Un fragmento del cerebro vitrificado.
Imagen: Pier Paolo Petrone

Petrone, junto con un equipo interdisciplinario de expertos, ha examinado más profundamente este mismo cerebro vitrificado, encontrando evidencia de estructuras neuronales en su interior. Los investigadores dicen que esto es evidencia del rápido enfriamiento de una nube de ceniza volcánica caliente que golpeó a Herculano durante las etapas iniciales de la erupción. La vitrificación resultante solidificó las estructuras neuronales del hombre, manteniéndolas preservadas y en su lugar durante casi 2000 años, según los científicos.

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Con un microscopio electrónico de barrido y una herramienta de procesamiento de imágenes diseñada para redes neuronales, el equipo descubrió rastros de un sistema nervioso central, incluidos los restos de células cerebrales, axones, mielina y microtúbulos celulares. Las estructuras que se ven en estas imágenes microscópicas parecen muy organizadas, lo que sugiere un notable grado de conservación en este cerebro vitrificado.

Para una segunda línea de evidencia, los investigadores analizaron las proteínas que descubrieron a principios de este año y encontraron que los genes dentro de estas proteínas están asociados con la expresión de varias estructuras en el cerebro humano. Estas proteínas “concuerdan aún más con el origen neuronal del inusual hallazgo arqueológico”, escribieron los autores en su estudio.

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Una imagen de microscopio electrónico de barrido que muestra lo que parecen ser axones parecidos a gusanos que sobresalen de las células neuronales.
Una imagen de microscopio electrónico de barrido que muestra lo que parecen ser axones parecidos a gusanos que sobresalen de las células neuronales.
Imagen: Pier Paolo Petrone

Zachary Throckmorton, investigador de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo y profesor asociado de anatomía en el Arkansas College of Osteopathic Medicine, apreció el uso de los autores de dos líneas diferentes de evidencia para respaldar su descubrimiento, pero no está completamente persuadido por el nuevo papel.

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Su análisis de residuos de proteínas respalda su afirmación, pero la complejidad de cómo varía la expresión génica en los tejidos corporales hace que sus hallazgos sean sugerentes pero no definitivos”, dijo Throckmorton en un correo electrónico.

Por otro lado, las imágenes microscópicas que se muestran en el artículo “sugieren con más fuerza que de hecho encontraron [células nerviosas] preservadas en esta víctima del Vesubio”, dijo. Aún así, Throckmorton cree que las afirmaciones de los autores podrían haber sido reforzadas por imágenes experimentales comparativas. Para estar totalmente convencido, “le gustaría ver sus imágenes comparadas con el tejido del sistema nervioso central de mamíferos vitrificado experimentalmente en condiciones conocidas y controladas”.

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Tim Thompson, profesor de antropología biológica aplicada en la Universidad de Teesside en el Reino Unido, consideró que el nuevo artículo, como algunos de los trabajos anteriores de Petrone, no contenía suficiente información para que “una persona externa hiciera una evaluación adecuada”, dijo durante una videollamada.

Los cerebros, dijo, tienden a no conservarse muy bien y, a menudo, son lo primero que se descompone después de la muerte. Por tanto, el nuevo estudio “destaca la complejidad de la conservación en Herculano”. Thompson dijo que no sabe si los autores han encontrado realmente estructuras neurológicas preservadas, pero el nuevo artículo muestra que no todas las personas golpeadas por la ola de gas sobrecalentado, conocidas como nubes de oleaje caliente, se vaporizaron instantáneamente. Como experto forense, a Thomas le gustaría saber cómo es posible una preservación como esta, y dice que el nuevo documento “realmente no aborda eso”. 

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Durante la misma videollamada, Matthew Collins, profesor de paleoproteómica (el estudio de proteínas antiguas) en la Universidad de Copenhague, estuvo de acuerdo con Thompson y dijo que le resultaba “frustrante” que los autores no publicaran todos sus datos sin procesar, afirmando que Petrone hace de esto un hábito. Las imágenes microscópicas que se muestran en el documento parecen “tener estructuras”, dijo, “pero me gustaría ver más”. A lo que añadió: “Claramente está sucediendo algo en la preservación del cerebro, y eso es muy emocionante”. Que una conservación como esta sea posible tiene sentido, dijo, ya que el cuerpo humano es un “medio rico en líquido” en el que las partes del exterior no se cocinan tan rápido como las partes del interior.

La frase inicial del nuevo artículo establece que la detección de tejido cerebral microscópico “en restos arqueológicos humanos es un evento poco común que puede ofrecer conocimientos únicos sobre la estructura del antiguo sistema nervioso central”. Thompson, Collins y Alexandra Morton-Hayward, arqueóloga de la University College London que también participó en el video chat, discrepan respetuosamente. Un artículo reciente de NEJM en coautoría del trío sostiene que el tejido cerebral es muy común en el registro arqueológico. En su artículo, los científicos proporcionan una gran cantidad de ejemplos, incluido el material orgánico encontrado en cadáveres momificados del antiguo Egipto bien conservados y cráneos encontrados enterrados en pozos de barro empapados.

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Sus lectores deben saber que, cuando se trata de encontrar tejido cerebral antiguo, este último descubrimiento no es tan especial”, dijo Morton-Hayward, quien dirigió el estudio NEJM. “Se han reportado más de 1.300 cerebros en varios contextos en registros arqueológicos desde mediados del siglo XVII. Es asombroso en este punto, y no es único, y ni siquiera es emocionante de alguna manera. El problema, dijo, es que estos cerebros no se están estudiando lo suficiente, lo que puede explicar el subregistro.

Para ser claros, Morton-Hayward estaba emocionado por el potencial descubrimiento de tejido cerebral en los restos vitrificados. Los cerebros preservados que se encuentran en contextos basados ​​en el calor “no son tan comunes”, señaló, pero sucede, y agregó que “no se sorprendería” si Petrone y sus colegas de hecho encontraran “microestructura bien conservada” en la muestra.

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Herculano es un sitio excepcional y con un contexto emocionante”, dijo Morton-Hayward. “Estamos encontrando cerebros preservados en todo el mundo, y espero que este sea el comienzo de muchos más trabajos en esa área”.

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