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Saúde & Bem-Estar

Um neurônio gigante foi encontrado em torno de uma circunferência inteira do cérebro

Ao usarem uma nova técnica de imagem, cientistas, pela primeira vez, detectaram um neurônio gigante em torno de toda a circunferência do cérebro de um rato e muito densamente conectado em ambos os hemisférios. E o achado pode finalmente explicar as origens da consciência.

Uma equipe de pesquisadores do Instituto Allen para Ciência do Cérebro descreveu, em uma reunião da inciativa Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies em Washington DC, Estados Unidos, terem detectado o neurônio gigante que emana de uma das regiões mais bem conectadas do cérebro e dizem que ele pode estar coordenando sinais de diferentes áreas para criar o pensamento consciente.

Esse neurônio recém-descoberto é um dos três que foram detectados pela primeira vez no cérebro de um mamífero. A nova técnica de imagem poderia nos ajudar a descobrir se estruturas semelhantes passaram despercebidas em nossos próprios cérebros durante séculos. O conjunto dos três neurônios se estendem em ambos os hemisférios do cérebro, mas o maior envolve a circunferência do órgão como um “coroa de espinhos.  Veja-os destacados na imagem na parte superior da página.

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O pesquisador Christof Koch disse a Sara Reardon na Nature que nunca viram antes os neurônios se estenderem a ambas as regiões do cérebro

Estranhamente, todos os três neurônios gigantes emanam de uma parte do cérebro que mostrou conexões intrigantes responsáveis pela consciência humana em estudo publica no passado. Essa região, denominada de claustro, é uma folha fina de matéria cinzenta que poderia ser a estrutura mais conectada em todo o cérebro, com base em volume. Ela é relativamente pequena e está escondida entre a superfície interna do neocórtex no centro do cérebro e comunica-se com quase todas as regiões do córtex para realizar muitas funções cognitivas superiores, como linguagem, planejamento de longo prazo e tarefas sensoriais avançadas, como visão e audição.

“Técnicas avançadas de imagem do cérebro que observam as fibras de matéria branca que correm para o claustro e partem dele revelam que esta é uma região neural do tipo de uma ‘estação central’”, escreveu Koch para a Scientific American em 2014. “Quase todas as regiões do córtex enviam fibras para o claustro.”

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O claustro é tão densamente conectado a várias áreas cruciais no cérebro que Francis Crick, da famosa dupla hélice de DNA, referiu-se a ele com um “condutor da consciência” em um artigo científico de 2005, escrito junto com Koch. Nesse artigo, eles sugeriram que o claustro conecta todas as nossas percepções externas e internas em uma única experiência unificada, como um maestro sincronizando uma orquestra — e estranhos casos médicos nos últimos anos só fizeram essa suspeita ganhar força.

Em 2014, uma mulher de 54 anos de idade entrou na Faculdade de Medicina da Universidade George Washington, Washington, DC, para tratamento de epilepsia.

Isso envolveu suave sondagens de várias regiões cérebro dela com eletrodos, visando diminuir a fonte potencial de suas crises epilépticas, mas quando a equipe começou a estimular o claustro da mulher, eles descobriram que eles poderiam eficazmente “mudar” sua consciência de vez em quando.

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Helen Thomson relatou para a New Scientist na época:

“Quando a equipe atacou repentinamente a área com impulsos elétricos de alta frequência, a mulher perdeu a consciência. Ela parou de ler e olhou fixamente para o espaço, ela não respondeu aos comandos auditivos ou visuais e sua respiração diminuiu.

Assim que a estimulação parou, ela imediatamente recuperou a consciência sem lembrar o evento. A mesma coisa acontecia cada vez que a área era estimulada durante dois dias de experimentos. “

De acordo com Koch, que não estava envolvido nesse estudo de 2014, esse tipo de abrupto e específico “pausa e começo” da consciência nunca tinha sido visto antes.

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Outra experiência em 2015 examinou os efeitos de lesões claustro na consciência de 171 veteranos de guerra com lesões cerebrais traumáticas. Os pesquisadores descobriram que danos ao claustro estão associados com a duração, mas não com a frequência, da perda de consciência, o que sugere que ele poderia desempenhar um papel importante na mudança do estado de pensamento consciente, desligando e ligando este estado, mas que outra região poderia estar envolvida na manutenção do estado consciente.

E agora Koch e sua equipe descobriram neurônios extensos em cérebros de ratos que emanam desta região misteriosa.

A fim de mapear neurônios, os pesquisadores geralmente têm de tinger as células nervosas individuais com um corante, cortar um cérebro em finas camadas e, em seguida, traçar o trajeto do neurônio a mão. É uma técnica surpreendentemente rudimentar para um neurocientista ter que executar, e dado que eles têm que destruir o cérebro no processo, não é uma que possa ser feito regularmente em órgãos humanos.

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Koch e sua equipe queriam criar uma técnica nova, menos invasiva, e projetaram camundongos que poderiam ter genes específicos em seus neurônios no claustro ativados por uma droga específica.

“Quando os pesquisadores alimentaram os ratos com uma pequena quantidade da droga, apenas alguns dos neurônios receberam o suficiente para ativar aqueles genes”, informa Reardon para a Nature. “Isso resultou na produção de uma proteína fluorescente verde que se espalhou por todo o neurônio. A equipe pegou então 10.000 imagens transversais do cérebro do rato e usou um programa de computador para criar uma reconstrução 3D de apenas três células brilhantes”.

Devemos ter em mente que só porque esses novos neurônios gigantes estão conectados ao claustro não significa que a hipótese de Koch sobre a consciência esteja correta — estamos muito longe de provar isso ainda.

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Também é importante notar que esses neurônios só foram detectados em camundongos até o momento, e a pesquisa ainda não foi publicada em um jornal revisado por pares, por isso precisamos esperar por mais confirmação antes que possamos realmente aprofundar o que essa descoberta poderia significar para seres humanos.

Mas a descoberta é uma peça intrigante do quebra-cabeças que poderia ajudar a dar sentido a esta região crucial, mas enigmática do cérebro, e como ela poderia se relacionar com a experiência humana do pensamento consciente.

A pesquisa foi apresentada na reunião de 15 da iniciativa Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies em Bethesda, Maryland, Estados Unidos.

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Referências:

  1. Wang Q et al.,“Organization of the connections between claustrum and cortex in the mouse”. Journal of Comparative Neurology. Volume 525, Issue 6 April 15, 2017  Pages 1317–1346. DOI: 10.1002/cne.24047
  1. Francis C. Crick and Christof Koch, “What Is the Function of the Claustrum?”. Philosophical Transactions of the Royal Society B, Vol. 360, No. 1458, pages 1271–1279; June 29, 2005. DOI:  10.1098/rstb.2005.1661
  2. Torgerson, C. M. et al. The DTI connectivity of the human claustrum”. Human Brain Mapping. Volume 36, Issue 3 March 2015 Pages 827–838, 23 October 2014. DOI: 10.1002/hbm.22667.
  3. Chau, A. et al., “The effect of claustrum lesions on human consciousness and recovery of function”. Consciousness and Cognition, Volume 36, November 2015, Pages 256–264, 14 July 2015. http://dx.doi.org/10.1016/j.concog.2015.06.017
  4. Reardon, S. “A giant neuron found wrapped around entire mouse brain.” Nature. 24 February 2017, <http://www.nature.com/news/a-giant-neuron-found-wrapped-around-entire-mouse-brain-1.21539?WT.mc_id=FBK_NatureNews>.
  5. Thomson, H. “Consciousness on-off switch discovered deep in brain” site da New Scientist, <https://www.newscientist.com/article/mg22329762-700-consciousness-on-off-switch-discovered-deep-in-brain/#.U7dJq_ldWiV> 2 July 2014.
  6. Koch, C.  “Neuronal ‘Superhub’ Might Generate Consciousness”. Site da Scientific American <https://www.scientificamerican.com/article/neuronal-superhub-might-generate-consciousness/>. November 1, 2014.
Da Redação
Publicado por

A SoCientífica, abreviação para Sociedade Científica, nasceu em agosto de 2014 da vontade de decifrar as novidades no mundo científico e transmiti-las para uma sociedade que depende da ciência e tecnologia mas que sabe muito pouco sobre elas. Em um momento em que a desconfiança está se sobressaindo e novas ondas negacionistas de evidências surgem, a SoCientífica está empenhada em ajudar a trazer iluminação para a sociedade novamente.

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