Cassilândia, Domingo, 11 de Dezembro de 2016

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26/07/2016 15:40

Estudo cria o mapa mais detalhado do cérebro até hoje

EPharma Notícias

Com seus bilhões de neurônios, o cérebro controla desde atividades básicas de nossos corpos, como os batimentos do coração e a respiração, até mais sofisticadas, como o entendimento e uso de um idioma, o reconhecimento de padrões e a solução de problemas, que nos tornam distintamente humanos. E estas últimas são exercidas principalmente pelo córtex cerebral, a parte mais externa do órgão, conhecida por suas muitas dobras e curvas — as chamadas circunvoluções — e que já foi comparada a uma folha de papel amassado.

Desde o fim do século XIX, os cientistas sabem que determinadas regiões do córtex podem ser associadas a funções e sentidos específicos, como a fala, a audição, o tato e a visão, e agora um novo e detalhado mapa cortical, saudado como um marco na neurociência e publicado na edição desta semana da revista “Nature”, vem melhorar enormemente essa compreensão. Com ele, os pesquisadores responsáveis esperam ajudar nos estudos que buscam revelar os problemas por trás, e possíveis tratamentos, para desordens e males como autismo, esquizofrenia, demência e epilepsia e até mesmo guiar as mãos de neurocirurgiões para que evitem danificar áreas que exercem papéis fundamentais no dia a dia dos pacientes, como as envolvidas na linguagem e nas funções motoras.

Produzido por cientistas da Escola de Medicina da Universidade Washington, em St. Louis, no estado americano do Missouri, em colaboração com colegas de outras instituições nos EUA e no Reino Unido, o novo atlas do córtex cerebral mais que dobrou o número de regiões conhecidas do órgão, formando um mosaico ainda mais complexo de seu funcionamento. Ao todo, eles identificaram 180 delas em cada hemisfério cerebral, das quais 97 eram desconhecidas anteriormente e muitas delas subdivisões das que já se sabiam existir, e que agora podem ser incluídas no que se pode imaginar como “macrorregiões” corticais. E esta quantidade deve aumentar, já que os pesquisadores preveem ainda mais subdivisões à medida que os estudos forem aprofundados e as tecnologias de imageamento usadas por eles avançarem.

— O cérebro não é como um computador que pode usar qualquer sistema operacional e rodar qualquer programa — compara David Van Essen, professor de neurociência da universidade americana e autor sênior do artigo na “Nature”. — No lugar disso, o software, isto é, como o cérebro trabalha, está intimamente correlacionado à sua estrutura, seu hardware. Portanto, se quisermos descobrir o que o cérebro pode fazer, temos que entender como ele está organizado e conectado.

O Projeto Conectoma Humano

Para tanto, os pesquisadores foram buscar os dados para o estudo no Projeto Conectoma Humano, liderado pelo próprio Essen e cujo objetivo é justamente destrinchar as conexões anatômicas e funcionais dos bilhões de neurônios do cérebro e os circuitos que eles formam, tanto entre regiões próximas quanto distantes, que os cientistas batizaram como “conectoma”. Lançado em 2009 pelos Instituto Nacional de Saúde dos EUA (NIH, na sigla em inglês), o projeto — inicialmente previsto para durar cinco anos e orçado em US$ 40 milhões (cerca de R$ 130 milhões) — investiu no desenvolvimento e fabricação de um aparelho de ressonância magnética especial usado examinar os cérebros de 1,2 mil voluntários saudáveis, obtendo informações detalhadas sobre a espessura do córtex, a quantidade de mielina (substância gordurosa que atua como uma espécie de revestimento para isolar as fibras nervosas e evita que elas entrem em “curto-circuito”) e sua atividade tanto quando eles estavam em repouso quanto ao realizarem tarefas simples, como ouvir uma história.

No estudo na “Nature”, os cientistas reuniram estas informações de 210 dos voluntários e, com ajuda de um programa de inteligência artificial, as sobrepuseram e alinharam em um sistema de coordenadas comum para os cérebros de todos eles. Com isso, os pesquisadores não só confirmaram as 83 regiões do córtex de cada hemisfério que já eram conhecidas como identificaram as 97 novas. Além disso, eles puderam delimitar com precisão inédita as fronteiras entre estas áreas, muitas delas que não passavam de “borrões” em mapas anteriores.

— Acabamos com 180 áreas em cada hemisfério, mas não esperamos que este seja o número final — diz Matthew Glasser, também da Universidade Washington e primeiro autor do artigo na “Nature”. — Em alguns casos, identificamos uma porção do córtex que provavelmente poderia ser subdividida, mas na qual não podíamos desenhar uma fronteira com nossos dados e técnicas atuais. No futuro, pesquisadores com métodos melhores irão subdividir estas áreas, então nos focamos em limites que estamos confiantes que sobreviverão ao teste do tempo.

Por fim, os cientistas validaram os resultados obtidos em outros 210 dos voluntários do Projeto Conectoma Humano, que serviu como grupo de controle. Para tanto, eles incluíram no programa de inteligência artificial um novo algoritmo, instruindo para que identificasse as 180 regiões de cada hemisfério cerebral nos exames de ressonância magnética de cada um deles individualmente. O programa foi então capaz apontar as áreas do córtex do grupo de controle com uma precisão de quase 97%.

E o que é melhor, estes acertos do programa aconteceram mesmo nos raros casos em que alguns dos voluntários apresentavam pequenas variações anatômicas ou funcionais particulares, como em 12 deles cuja região batizada como 55b, nova separação de uma envolvida com a linguagem, estava dividida em duas porções isoladas — os pesquisadores, no entanto, não sabem como essa peculiaridade pode afetar, ou não, o uso da linguagem pelos voluntários.

É principalmente esta capacidade derivada do novo mapa do córtex que os cientistas esperam que vá promover grandes avanços nos estudos dos males que afetam o cérebro ou têm provável origem em problemas na estrutura ou funcionamento do órgão, que cobrem desde Alzheimer e Parkinson a distúrbios mentais como autismo e esquizofrenia, levando em conta ainda o fato de que muitas das regiões recém-descobertas desempenham funções ainda desconhecidas e a grande maioria das 180 na verdade estão ligadas a funções variadas.

— No passado, nunca estava claro se os resultados de dois estudos separados com neuroimageamento se referiam à mesma área ou não — destaca Glasser. — Além disso, a capacidade de discriminar diferenças individuais na localização, tamanho e topologia das áreas corticais como diferenças em sua atividade e conectividade deve facilitar a compreensão de como cada uma dessas propriedades estão relacionadas a comportamentos ou fatores genéticos subjacentes.

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