FísicaFísicos derrubam uma hipótese de 100 anos sobre como funcionam as células cerebrais

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O cérebro humano contém mais de 80 bilhões de neurônios, cada um se unindo a outras células para criar trilhões de conexões chamadas sinapses.

Uma equipe de físicos da Universidade Bar-Ilan, em Israel, realizou experimentos com neurônios de ratos cultivados em em laboratório para determinar exatamente como um neurônio responde aos sinais que recebe de outras células.

Para entender por que isso é importante, precisamos voltar a 1907, quando um neurocientista francês chamado Louis Lapicque propôs um modelo para descrever como a tensão da membrana de uma célula nervosa aumenta à medida que uma corrente é aplicada.

Uma vez atingido um certo limiar, o neurônio reage com um pico de atividade, após o qual a tensão da membrana é redefinida.

O que isto significa é que um neurônio não enviará uma mensagem a menos que receba um sinal suficientemente forte.

As equações de Lapique não foram a última palavra sobre o assunto, não de longe. Mas o princípio básico de seu modelo de integração permaneceram relativamente incontestados nas descrições subsequentes, hoje formando a base da maioria dos esquemas computacionais neuronais.

De acordo com os pesquisadores, a longa história da ideia significa que poucos se preocuparam em questionar se ela é exata.

“Chegamos a essa conclusão usando uma nova configuração experimental, mas em princípio esses resultados poderiam ter sido descobertos usando tecnologia que existe desde os anos 80”, disse o pesquisador Ido Kanter na época.

“A crença que está enraizada no mundo científico há 100 anos resultou nesse atraso de várias décadas”.

Os experimentos abordaram a questão a partir de dois ângulos – um explorando a natureza do pico de atividade baseado exatamente onde a corrente foi aplicada a um neurônio, o outro examinando o efeito que múltiplas entradas tiveram sobre o disparo de um nervo.

Seus resultados sugerem que a direção de um sinal recebido pode fazer toda a diferença em como um neurônio responde.

Um sinal fraco da esquerda chegando com um sinal fraco da direita não se combinará para construir uma voltagem que desencadeie um pico de atividade. Mas um único sinal forte de uma determinada direção pode resultar em uma mensagem.

Essa maneira potencialmente nova de descrever o que é conhecido como soma espacial pode levar a um novo método de categorizar neurônios, um que os classifica com base em como eles calculam os sinais recebidos ou quão fina é a resolução deles, com base em uma direção específica.

Melhor ainda, pode até levar a descobertas que explicam certos distúrbios neurológicos.

É importante não jogar fora um século de sabedoria sobre o assunto na parte de trás de um único estudo. Os pesquisadores também admitem que só analisaram um tipo de neurônio chamado neurônios piramidais, deixando muito espaço para futuros experimentos.

Mas ajustar nossa compreensão de como unidades individuais se combinam para produzir comportamentos complexos que podem se espalhar para outras áreas de pesquisa. Com as redes neurais que inspiram a tecnologia computacional futura, identificar quaisquer novos talentos nas células cerebrais poderiam ter algumas aplicações bastante interessantes.

Esta pesquisa foi publicada em Scientific Reports.

FONTE / Science Alert

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