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Cientistas descobrem "neurônios zumbis" no cerebelo

Por| 09 de Abril de 2024 às 16h05

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joaquincorbalan/envato
joaquincorbalan/envato

Uma equipe de cientistas de Portugal descobriu um grupo de "neurônios zumbis" no cérebro de camundongos. Mas, esqueça aquela imagem de mortos-vivos andando por aí. No caso dos neurônios, eles foram chamados assim por deixarem de funcionar normalmente, mesmo enquanto vivos. E o mais impressionante: esses neurônios podem desempenhar um papel importante na maneira como o cérebro aprende coisas novas.

Para sermos mais específicos, o alvo dos estudos foi o cerebelo, parte do encéfalo localizada na região posterior do crânio responsável pelo equilíbrio, coordenação motora, controle muscular e aprendizado sobre o ambiente que nos rodeia.

Por exemplo: é o cerebelo que envia uma mensagem aos músculos quando tropeçamos em um obstáculo no caminho, por exemplo, e aprendemos a desviar daquilo das próximas vezes.

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Metodologia do estudo

Para entender o processo de aprendizado no órgão, os cientistas usaram uma técnica chamada optogenética. Nela, as células (no caso, os neurônios) são manipuladas por feixes de luz. Quando em atividade, as células nervosas "acendem", mostrando quais neurônios participam de tarefas específicas. No estudo, o alvo foram células específicas, denominadas fibras trepadeiras, que levam informações ao núcleo cerebelar.

"Após estimularmos as fibras trepadeiras durante a apresentação de um sinal visual, os camundongos aprenderam a piscar como resposta — mesmo na ausência de estímulos", explica Tatiana Silva, da Fundação Champalimaud, em Lisboa. A ideia era "avisar" os ratos que um jato de ar seria jogado nos olhos deles logo depois que a luz se acendesse.

"As fibras trepadeiras normalmente respondem a estímulos sensoriais, como o jato de ar em direção ao olho. Ao ativar essas fibras com optogenética, condicionamos o rato a acreditar que está recebendo um jato de ar nos olhos, mesmo quando não há jato nenhum. Assim, ele aprende a ver a luz e piscar logo em seguida", esclarece a pesquisadora.

Ou seja, essas fibras, sozinhas, são suficientes para conduzir as informações para o aprendizado por associação, que torna os animais condicionados.No estudo, aliás, foram testadas outras vias de aprendizado no cerebelo, porém apenas as fibras trepadeiras demonstraram participação efetiva e funcional no processo. 

Células zumbis

Durante os testes, os pesquisadores notaram o efeito "zumbi" nas células trepadeiras após introduzirem uma proteína sensível à luz chamada channelrhodopsina-2. 

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Para explicar melhor: após receberem a proteína, as trepadeiras estavam vivas e disparando sinais elétricos normalmente, porém essas mensagens não estavam sendo transmitidas ao núcleo cerebelar. Ou seja, algo fez com que elas se desconectassem dos demais circuitos neurais, impedindo que o aprendizado acontecesse. Quando a proteína foi inserida no cerebelo dos roedores, eles pararam completamente de aprender novas habilidades.

Para a surpresa dos pesquisadores, o estudo revelou uma resposta há muito tempo investigada pela ciência: é possível modular padrões específicos de atividade neuronal sem interromper o funcionamento global do encéfalo, apenas "ligando e desligando" algumas funções de células específicas.

Ao desligar os neurônios das fibras trepadeiras com a proteína fotossensível, Silva resolveu apelidá-los de neurônios zumbis: eles existem, estão vivos, mas perdem sua funcionalidade sem alterar a comunicação neural.

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E nos humanos?

Ratos são animais amplamente utilizados em laboratório devido à sua semelhança genética com os humanos. Já que o encéfalo das duas espécies se assemelha muito, é provável que a mesma via de aprendizado ocorra no cérebro humano, inclusive com os mesmos processos. 

Até o momento, esses resultados são os mais concretos para o entendimento de como as fibras nervosas cerebelares funcionam durante o aprendizado. Agora que encontraram o "interruptor de neurônios", a equipe pretende investigar por que a proteína channelrhodopsina-2 leva à "zumbificação" das células nervosas.

Fonte: Champalimaud Foundation, Nature Neuroscience