Matéria traduzida e adaptada do inglês, originalmente publicada pela matriz americana do Epoch Times.
Embora seja apenas um milímetro cúbico de tecido cerebral, o mapeamento contém 57.000 células, 230 milímetros de vasos sanguíneos e 150 milhões de sinapses. Esse empreendimento resultou na produção de 1.400 terabytes de dados, que a equipe disponibilizou como um recurso online.
O trabalho pioneiro foi liderado pelo Dr. Jeff Lichtman, um neurocientista e professor de biologia molecular e celular especializado em conectômica. Este é um campo relativamente novo dedicado à criação de catálogos abrangentes da estrutura cerebral até o nível celular individual. A crença é que mapas tão intricados poderiam desbloquear insights inestimáveis sobre a função e as doenças cerebrais, que ainda são em grande parte enigmáticas para cientistas e profissionais de saúde.
O que fizeram
O mapa destaca uma pequena parte do córtex temporal em nível celular, revelando cada conexão neural dentro de uma área equivalente a meio grão de arroz. Ele inclui detalhes nunca antes vistos da estrutura cerebral, como um conjunto raro, porém poderoso, de fibras finas que permitem que os neurônios se comuniquem e transmitam impulsos elétricos.
Para criar este mapa, os pesquisadores obtiveram uma amostra de cérebro de um paciente com epilepsia submetido a cirurgia para tratar uma lesão no hipocampo. Eles usaram um microscópio eletrônico de seção serial de alta taxa de produção para imaginar a amostra.
O conjunto de dados permitiu que a equipe reconstruísse milhares de neurônios, mais de 100 milhões de conexões sinápticas e todos os outros elementos teciduais que compõem o cérebro humano, incluindo células gliais (que cercam os neurônios e os mantêm no lugar), vasos sanguíneos e mielina (uma camada protetora de gordura ao redor dos nervos).
Embora as descobertas da pesquisa tenham sido originalmente publicadas na revista Science, a equipe também disponibilizou os dados gratuitamente online, fornecendo ferramentas para análises e revisões posteriores.
O que aprenderam
A reconstrução do cérebro permitiu à equipe de pesquisa obter insights significativos sobre a composição do cérebro humano. A análise revelou que as células gliais, que fazem parte do cérebro e do sistema nervoso, mas distintas dos neurônios, superavam os neurônios em uma proporção de dois para um. Ao contrário dos neurônios que transmitem impulsos nervosos, as células gliais desempenham um papel crucial na função sináptica e podem influenciar o processamento de informações.
Análises adicionais mostraram que os oligodendrócitos, um tipo de célula glial responsável por gerar e manter a bainha de mielina ao redor das fibras nervosas, eram o tipo celular mais abundante. Uma bainha de mielina adequadamente formada é essencial, pois sua ausência pode levar a vários distúrbios neurológicos caracterizados por mobilidade, visão, função intestinal ou vesical prejudicadas – sendo a esclerose múltipla um exemplo comum de doença desmielinizante.
A equipe também identificou uma classe de neurônios previamente não reconhecida, bem como “entradas axonais poderosas raras” envolvendo até 50 sinapses.
“Este trabalho fornece evidências da viabilidade de abordagens conectômicas humanas para visualizar e, finalmente, obter insights sobre as bases físicas da função cerebral humana normal e desordenada”, escreveram os pesquisadores.
O objetivo final é criar um mapa abrangente de alta resolução da fiação neural em um cérebro de rato, um projeto que envolveria aproximadamente 1.000 vezes mais dados do que o pedaço de córtex humano de 1 milímetro cúbico analisado. Esta iniciativa ambiciosa é apoiada pela Iniciativa de Pesquisa Cerebral Através do Avanço de Neurotecnologias Inovadoras, ou Iniciativa BRAIN. “No nível de células e sinapses, todos os cérebros de mamíferos são basicamente iguais”, disse o Dr. Lichtman.
