Cientistas da Universidade Carnegie Mellon (EUA) descobriram que, dentro do neocórtex cerebral, existe uma sub-rede de neurônios altamente ativos que se comportam como pessoas em redes sociais.
Como no Facebook, essas redes neuronais têm uma pequena população de membros altamente ativos que fornecem e recebem mais informações do que a maioria dos outros membros.
Segundo Alison Barth, um dos autores do estudo, os pesquisadores serão agora capazes de estudar esses neurônios específicos e compreender melhor o neocórtex, que se acredita ser o centro de aprendizado de mais alto nível do cérebro.
Constituído por trilhões de neurônios, o neocórtex é a parte do córtex cerebral responsável por uma série de funções importantes, incluindo a percepção sensorial, a função motora, o raciocínio espacial, o pensamento consciente e a linguagem. Embora os neurocientistas estejam estudando o neocórtex há mais de 40 anos, as tecnologias disponíveis até agora só forneciam uma visão geral das grandes áreas do cérebro, não tendo uma resolução suficiente para mostrar neurônios individuais. Embora já suspeitassem que apenas uma pequena proporção dos neurônios faz a maior parte do trabalho no neocórtex, os cientistas não tinham evidências experimentais disso.
Neste novo estudo publicado na revista Neuron, os pesquisadores utilizaram um modelo de camundongo transgênico desenvolvido por Barth para verificar quais neurônios neocorticais são mais ativos. O modelo animal tem uma proteína verde fluorescente (GFP) ligada ao gene Fos, que é dependente da atividade, fazendo com que o neurônio literalmente se acenda quando está ativado. A pesquisadora Lina Yassin registrou a marcação de células fos-positivas e verificou que a maioria dos neurônios em atividade expressa o gene FOS. Os pesquisadores foram capazes de isolar os neurônios ativos por meio de técnicas de imagem e registros eletrofisiológicos dos neurônios, permitindo que os investigadores começem a compreender os mecanismos subjacentes ao aumento da atividade.
Barth e seus colegas puderam verificar que os neurônios não eram mais ativos por serem intrinsecamente mais excitáveis; na verdade, esses neurônios pareciam estar mais silentes do que seus vizinhos inativos. O que os torna mais ativos são as aferências que recebem.
De acordo com Barth, parece que essa rede ativa de neurônios no neocórtex atua como uma rede social. Há uma população pequena mas significativa de neurônios que dispara mais do que outros. Eles fazem a maior parte do trabalho pesado, fornecendo e recebendo mais informações do que o resto dos neurônios em sua rede.
“É como no Facebook. A maioria dos seus amigos não posta muito – quando posta. Mas há uma pequena porcentagem dos seus amigos no Facebook que atualiza seu status e sua página frequentemente. Essas pessoas têm mais chance de estarem ligadas a mais amigos. Assim, além de compartilharem mais informações, eles também estão recebendo mais informações de sua rede ampliada, que inclui outros participantes mais ativos,” explica Barth.
Estes achados deverão ter um forte impacto sobre a neurociência. Agora que os pesquisadores são capazes de identificar e visualizar estas células individuais, eles poderão começar a determinar por que elas são mais ativas e o quão estável é sua atividade. O grupo da Carnegie Mellon pretende estudar estes neurônios para descobrir o papel que desempenham na aprendizagem. Os resultados também vão ajudar no avanço da neurociência computacional, especificamente na área de codificação esparsas. Nesta, os pesquisadores pretendem estudar como o cérebro usa uma pequena população de neurônios para codificar informações. Esta pesquisa, pela primeira vez permite o estudo das propriedades eletrofisiológicas dessas células escassas, porém altamente responsivas.
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Artigo original:
Lina Yassin, Brett L. Benedetti, Jean-Sébastien Jouhanneau, Jing A. Wen, James F.A. Poulet, Alison L. Barth. An Embedded Subnetwork of Highly Active Neurons in the Neocortex. Neuron, 2011; 68 (6): 1043-1050 DOI: 10.1016/j.neuron.2010.11.029
Agradecimentos: Michigan Idiomas e Google Tradutor (porque niguém é perfeito…)
@larissaomfaria
Até o tálamo 