Las concepciones tradicionales sobre la evolución del cerebro y la cognición de los vertebrados se han basado en la idea de scala naturae, según la cual los vertebrados pueden ordenarse en una escala ascendente en cuanto a tamaño y complejidad cerebrales. No obstante, los datos de la biología evolucionista y la neurobiología comparada disponibles en la actualidad ponen de manifiesto que esta visión es inadecuada. Los vertebrados no evolucionaron linealmente, sino que varias radiaciones derivadas de un antepasado común han evolucionado separadamente durante al menos 400 millones de años. Por lo tanto, ninguno de los grupos actuales puede considerarse como un paso o etapa intermedia de transición a otros, ni su cerebro puede ordenarse en una serie lineal de complejidad creciente. El cerebro de los vertebrados presenta un amplio rango de diversidad morfológica y de especializaciones adaptativas, producto de una larga historia de diversificación y de ramificaciones filogenéticas. En múltiples ocasiones se han producido incrementos en el tamaño y la complejidad cerebrales independientemente en las diferentes radiaciones de vertebrados. Sin embargo, a pesar de esta diversidad, el cerebro de todos los vertebrados presenta un patrón común de organización muy conservado. Puede reconocerse un alto grado de invariabilidad en el cerebro de los vertebrados a múltiples niveles, como los genes que especifican las diferentes regiones cerebrales, los procesos de desarrollo embrionario, los grupos celulares y sus conexiones, las principales vías ascendentes y descendentes, la neuroquímica y los sistemas de neurotransmisión, así como en las funciones de las regiones y circuitos cerebrales. Esta invariabilidad indica que muchas de las características básicas de la organización del sistema nervioso y de la conducta de los vertebrados ancestrales se han conservado en los descendientes vivientes. De esta forma, el cerebro de cada una de las especies de vertebrados vivientes puede concebirse como una variación de un plan de organización originario y común.
Disciplinas como Behavioral ecology o Sociobiology analizan cómo el comportamiento humano ha evolucionado a lo largo del tiempo. Darwin concibió la selección natural como el mecanismo por el que tiene lugar la evolución de los seres vivos desde los más primitivos hasta nosotros, los humanos. Mendel descubrió las leyes de la herencia biológica y Hunt Morgan descubrió los factores hereditarios en los cromosomas de la mosca de la fruta. Watson y Crick descubrieron la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN), lo que llevó a conocer el genoma humano. Richard Dawkins consideró a los genes replicantes inmortales. La reproducción sexual aporta variabilidad genética al proceso evolutivo. La selección natural promueve el desarrollo de factores o características que favorecen la supervivencia. La selección sexual promueve el desarrollo de factores o características que favorecen la reproducción. Ambos tipos de selección, la natural y la sexual, operan conjuntamente. En biología evolutiva se conoce como fitness a la capacidad de un individuo para tener descendientes con salud, capaces de sobrevivir en las generaciones siguientes. La regla de Hamilton explica por qué el altruismo es más prominente entre parientes. En la especie humana, algunos estímulos femeninos, como la proporción de 0,7 entre el diámetro de la cintura respecto al de la cadera, podrían haber sido evolutivamente configurados en el cerebro masculino para generar atractivo y motivación sexual de modo reflejo, sin necesidad de aprendizaje. Los psicólogos evolucionistas piensan que el cerebro y la mente humana todavía funcionan sobre la base de conductas y mecanismos de adaptación que se establecieron en épocas muy antiguas, como la Edad de Piedra. Alternativamente, los antropólogos y los sociobiólogos de hoy creen que las adaptaciones ancestrales del cerebro y la mente son mecanismos flexibles, que nos permiten superar las dificultades que podamos afrontar modernamente.
El impacto de la genética en el comportamiento ha sido motivo de controversia a través de los años. Se ha propuesto que muchos genes contribuyen a las variaciones individuales en el comportamiento y la cognición tanto en animales como en seres humanos. La explosión de la era del genoma humano, acompañada por el desarrollo de técnicas genético-moleculares altamente sofisticadas, ha permitido grandes avances en nuestro entendimiento del rol de los genes en el comportamiento. Por ejemplo, estudios de variaciones genéticas en familias o en muestras poblacionales han generado el descubrimiento de ciertos genes específicos que determinan rasgos de comportamiento en seres humanos, como la agresividad y la tendencia a la ansiedad. Por otro lado, estudios genético-moleculares en modelos animales como los roedores y las moscas han permitido la realización de estudios que han afinado nuestro conocimiento con respecto a cómo los genes influyen en el comportamiento. Los procesos cognitivos de aprendizaje y memoria se han estudiado bastante bajo el contexto de la genética. La formación de memorias perdurables en el cerebro requiere de procesos de regulación de expresión génica, como la transcripción y la traducción. Genes codificantes de activadores de expresión génica se han asociado en diversas especies de animales, incluyendo humanos, a procesos cognitivos, especialmente los relacionados con la formación de memorias duraderas. Tales descubrimientos han estimulado el estudio de diversos mecanismos reguladores de expresión y función génica, algunos de ellos con implicaciones enormes respecto a nuestra percepción de cómo el cerebro procesa, almacena y utiliza información relacionada a experiencias. Con todo, la identidad de los genes que impactan diversos tipos de comportamientos y cuyos productos podrían estar implicados en la herencia de trastornos mentales es aún desconocida en su mayor parte. Las investigaciones que se están llevando a cabo en estos momentos contribuirán a un esclarecimiento más específico y completo de cómo la genética influye en el comportamiento.
La evaluación neuropsicológica debe tener en cuenta los resultados de los test junto con los datos procedentes de los estudios de neuroimagen y valorar ambas informaciones de acuerdo con los conocimientos fisiopatológicos de una determinada enfermedad. De forma ideal, los test elegidos deben ser estandarizados, en especial cuando las disfunciones esperadas resultan sutiles, como puede ser en el ámbito de la psiquiatría o en el inicio de los procesos neurodegenerativos. Las funciones cognitivas específicas a evaluar son atención, percepción, memoria, lenguaje y funciones frontales, que deben contextualizarse de acuerdo con la inteligencia general del paciente, sus años de escolarización y el contexto sociocultural. Afasias, apraxias, alexias, agrafias, acalculias, agnosias, amnesias y síndromes frontales se consideran focalidades neuropsicológicas, porque son trastornos producidos por lesiones macroscópicamente visibles en la tomografía computarizada o en imágenes por resonancia magnética. Las lesiones cerebrales difusas o los procesos neurodegenerativos causan trastornos de atención, memoria y velocidad del procesamiento cognitivo. No existe ninguna batería neuropsicológica que sea útil para todas las patologías, ni para todas las aplicaciones de la evaluación neuropsicológica. Se usarán distintos test según la patologías a valorar y según que la intención de la evaluación sea diagnóstica, pronóstica, de orientación a la rehabilitación cognitiva o dirigida a la identificación de secuelas.
Actualmente, las enfermedades neuropsiquiátricas constituyen un emergente e importante ámbito de evaluación e intervención de la neuropsicología clínica. La exploración de las funciones cognitivas incrementa y perfila, pero no permite establecer un diagnóstico, las observaciones conductuales y clínicas efectuadas durante una entrevista psicopatológica. Adicionalmente, la comprensión de la neurofisiopatología de los trastornos psiquiátricos se ha reforzado por el creciente uso de técnicas de neuroimagen. El surgimiento y desarrollo de éstas ha posibilitado el estudio in vivo de cambios estructurales y funcionales de los trastornos mentales. Las técnicas de neuroimagen estructural y funcional permiten explorar, evaluar y medir cambios en el volumen, forma, función y conectividad en diversas patologías mentales. De hecho, toda evaluación cognitiva debe considerar conjuntamente los resultados de las pruebas psicométricas administradas con los datos de la exploración psicopatológica efectuada y de los estudios de neuroimagen, y valorar ambas informaciones de acuerdo con los conocimientos neurofisiopatológicos de una determinada enfermedad psiquiátrica. Sin embargo, la evaluación neuropsicológica y de neuroimagen en neuropsiquiatría presenta unas particularidades que hay que considerar. En relación con la primera, la naturaleza más sutil de los déficits cognitivos y la afectación preferente de determinadas funciones (atención, memoria de trabajo y funciones ejecutiva s) deben contextualizarse de acuerdo con la inteligencia general del paciente, años de escolarización y contexto sociocultural. En relación con la neuroimagen, hoy por hoy, todavía no está establecida la forma cómo dichas técnicas pueden ser una prueba clínica complementaria rutinaria que permita obtener datos para ser utilizados en el proceso diagnóstico o en las decisiones terapéuticas.
La población humana envejece en términos absolutos y relativos. El envejecimiento normal se acompaña de alteraciones en la estructura y función cerebral y se asocia a cambios cognitivos, que pueden estar relacionados con enfermedades neurodegenerativas. En este tema se revisan los conceptos de neuroprotección entendida no solo desde la perspectiva de evitar la muerte celular sino también de preservar una red funcional sináptica. Se discuten los conceptos de neuroplasticad y los mecanismos que la sustentan en todos los niveles de organización de la materia. La neuroprotección y la neuroreparación se presentan como fuentes para el nacimiento de la neurología restaurativa. Se dedica una sección a la revisión de las estrategias de neuroprotección cognitiva que, con fines didácticos,se agruparon en cuatro categorías: farmacológicas; nutracéuticos, vitaminas, herbolarias y hormonas; actividad física y estilo de vida, y neuromodulacion y terapia génica. Se discuten desde moléculas comunes en el cerebro, tales como las sirtuinas, hormonas sexuales, factores de crecimiento y vitamina D, hasta la selección de estilo de vida, como la dieta, el ejercicio y otras tecnologías relacionadas con la terapia génica, el reemplazo celular o el uso intracerebral de factores neurotróficos y la neuromodulación. En las consideraciones finales del tema se apunta el hecho de que, aunque muchos de los mecanismos de neuroprotección y neuroplasticidad son los mismos para cientos de moléculas y otras estrategias, existen limitaciones que exigen que los modelos sean mejorados, se desarrollen nuevos biomarcadores y nuevos paradigmas de ensayos clínicos que consideren combinaciones de fármacos y/o la administración secuencial de agentes neuroprotectores. Finalmente, se enfatiza en la necesidad de neuroprotección temprana como terapia para las enfermedades neurodegenerativas y otros daños al sistema nervioso.
