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Novos Avanços em Pesquisa Cerebral Intriga Especialistas; Veja!

Através de estudo com camundongos, saiba quais avanços em pesquisa cerebral prometem revolucionar o entendimento do corpo!

A partir de um minúsculo fragmento de cérebro de camundongo — com o tamanho de um simples grão de areia — cientistas deram um passo extraordinário na neurociência. Em suma, eles conseguiram construir o primeiro mapa tridimensional altamente detalhado do cérebro de um mamífero.

Esse marco impressionante é fruto de quase dez anos de trabalho colaborativo entre 150 pesquisadores, distribuídos em 22 instituições ao redor do mundo. A iniciativa foi então liderada pelo renomado Instituto Allen para Ciência do Cérebro, em parceria com a Faculdade de Medicina Baylor e a Universidade de Princeton.

Saiba Mais sobre os Avanços em Pesquisa Cerebral

À primeira vista, o novo mapa revela, com riqueza de detalhes, a forma, função e atividade de nada menos que 84 mil neurônios. Esses neurônios, por sua vez, enviam sinais por meio de axônios e se conectam através de mais de 500 milhões de sinapses. Além disso, os cientistas identificaram cerca de 200 mil células cerebrais diferentes nesse pequeno fragmento.

“Apenas olhar para esses neurônios mostra seus detalhes e escala de uma maneira que faz você apreciar o cérebro com um sentimento de admiração, como quando você olha para uma galáxia muito, muito distante“, aponta o Dr. Forrest Collman, diretor associado de dados e tecnologia do Instituto Allen.

Embora represente apenas 1/500 do cérebro de um camundongo, o estudo gerou 1,6 petabytes de dados — o equivalente a 22 anos de vídeo em alta definição sem pausas. Todos esses dados estão agora disponíveis ao público graças ao projeto MICrONS (Programa de Inteligência de Máquina de Redes Corticais), uma iniciativa que promete revolucionar o entendimento do cérebro.

Idealização do Estudo

Para construir o mapa, os cientistas da Faculdade de Medicina Baylor, em Houston, usaram microscópios avançados para registrar a atividade cerebral de um camundongo de laboratório. Assim, eles observaram um fragmento de apenas 1 milímetro cúbico do córtex visual — a região do cérebro que processa imagens.

Após essa etapa, a equipe do Instituto Allen, em Seattle, eutanasiou o animal e começou um novo processo: fatiaram aquele pequeno pedaço de cérebro em mais de 28 mil lâminas ultrafinas — cada uma com apenas 1/400 da espessura de um fio de cabelo. Fotografaram cada camada em alta resolução e, em seguida, reconstruíram todas as imagens em uma estrutura tridimensional.

Por fim, os pesquisadores da Universidade de Princeton aplicaram ferramentas de inteligência artificial para identificar, contornar e colorir cada neurônio. Esse processo, conhecido como segmentação, ajuda a destacar individualmente os neurônios no mapa.

"Isso nos levou cerca de 12 dias e 12 noites com a equipe se revezando em turnos; não porque estávamos cortando à mão, é uma máquina automatizada."

– Dr. Nuno Maçarico da Costa, investigador associado do Instituto Allen

Conceito de Conectoma

Logo, todo esse esforço resultou em uma visão unificada e inédita do que os pesquisadores chamam de “conectoma” — um mapa detalhado das conexões cerebrais no cérebro do camundongo. Essa estrutura revela como regiões específicas do cérebro se organizam e como diferentes tipos de células interagem e funcionam em conjunto.

“O conectoma é o início da transformação digital da ciência do cérebro”, afirma o Dr. Sebastian Seung, professor de Neurociência e Ciência da Computação na Universidade de Princeton.

Avanço no Entendimento do Alzheimer

O neocórtex, sobretudo, chama a atenção dos cientistas por ser uma das regiões mais distintas do cérebro dos mamíferos, diferenciando-os de outros vertebrados. É justamente essa área que está no centro de muitas funções cognitivas avançadas, como percepção sensorial, tomada de decisão e consciência, por exemplo.

Como os camundongos de laboratório já são amplamente utilizados para estudar doenças humanas, entender melhor a estrutura e o funcionamento do cérebro desses animais abre novas portas para a ciência. Com isso, os pesquisadores podem aprofundar os estudos sobre distúrbios neurológicos bem como Alzheimer, Parkinson, autismo e esquizofrenia.

“Os pesquisadores focaram nesta região porque ela é geralmente considerada a sede da cognição superior e desempenha um papel fundamental na percepção sensorial, processamento da linguagem, planejamento e tomada de decisões“, explicam a Dra. Mariela Petkova, pesquisadora associada, e o Dr. Gregor Schuhknecht, ambos do departamento de biologia molecular e celular da Universidade Harvard.

Referência: CNN Brasil.