Mapa atualizado do cérebro identifica quase 100 novas regiões

Por , em 23.07.2016

Em um novo marco para a neurociência, pesquisadores divulgaram um mapa atualizado do cérebro detalhando quase 100 regiões anteriormente desconhecidas.

O guia vai ajudar cientistas de todo o mundo a entender praticamente todos os aspectos do órgão espetacular, de como se desenvolve em crianças e envelhece ao longo de décadas até a forma como ele pode ser danificado por doenças como Alzheimer e esquizofrenia.

Versão 1.0

Os pesquisadores criaram o mapa usando scanners avançados e computadores que executam programas de inteligência artificial para identificar regiões ocultas do cérebro a partir de grandes quantidades de dados coletados a partir de centenas de pessoas.

Este é um avanço importante, mas ainda não é a palavra final sobre o funcionamento do cérebro. Pode levar décadas até os cientistas descobrirem o que cada região faz, e mais aéreas podem ser encontradas nos próximos anos.

“Este mapa pode ser uma versão 1.0”, disse Matthew F. Glasser, neurocientista da Escola de Medicina da Universidade de Washington, nos EUA, e principal autor da nova pesquisa. “Pode haver uma versão 2.0 conforme novos dados aparecem e mais olhos vasculham esses dados”.

História

Os primeiros mapas do cérebro surgiram mais de 150 anos atrás. Na década de 1860, o médico Pierre Paul Broca ficou intrigado com dois de seus pacientes que eram incapazes de falar. Depois que eles morreram, Broca examinou seus cérebros. Na camada externa, chamada de córtex, ele descobriu que ambos tinham sofrido danos no mesmo pedaço de tecido.

Essa região passou a ser conhecida como a área de Broca. Nas últimas décadas, os cientistas descobriram que ela se torna ativa quando as pessoas falam e quando tentam entender a fala de outras pessoas.

No final de 1800, um grupo de pesquisadores alemães identificou outras regiões do córtex, cada uma com diferentes tipos de células concentradas em formas únicas. Em 1907, Korbinian Brodmann publicou um catálogo com 52 regiões do cérebro. Os neurocientistas têm contado com esse mapa desenhado à mão desde então, adicionando um número modesto de novas regiões com suas próprias pesquisas.

Três anos atrás, o Dr. Glasser e seus colegas decidiram atualizar este mapa, baseando-se em dados recolhidos pelo Human Connectome Project, no qual 1.200 voluntários foram estudados com novos e poderosos scanners.

O projeto

A equipe do projeto fez imagens de alta resolução do cérebro de cada participante, e depois gravou a sua atividade durante horas de testes de memória, linguagem e outros.

Em tentativas anteriores de mapear o córtex, os cientistas normalmente só olharam um tipo de evidência de cada vez – por exemplo, os arranjos de células. O novo projeto tornou possível estudar o cérebro em muito mais detalhes.

Além de olhar para a atividade do órgão, os cientistas também analisaram a sua anatomia. Mediram a quantidade de mielina, por exemplo, uma substância que isola neurônios, o que permitiu que eles descobrissem contrastes nos níveis de mielina em regiões diferentes do córtex.

“Temos 112 tipos diferentes de informações para comparar”, disse David C. Van Essen, pesquisador principal do projeto da Universidade de Washington.

O novo mapa

Usando essas variáveis, os cientistas treinaram um computador para analisar os dados de 210 cérebros e reconhecer regiões distintas do córtex, mais tarde testando este reconhecimento em 210 outros cérebros.

O computador identificou as regiões dos novos cérebros 96,6% do tempo. Os cientistas descobriram que apenas um pequeno número de características era necessário para mapear o cérebro. Isso significa que serão capazes de usar seu método para mapear o cérebro de um indivíduo em um pouco mais de uma hora de digitalização.

O novo mapa produzido pelo computador incluía 83 regiões familiares, como a área de Broca, e 97 que eram anteriormente desconhecidas, ou que haviam simplesmente sido esquecidas.

Por exemplo, na década de 1950, pesquisadores alemães notaram uma mancha no cérebro onde os neurônios exibiam pouca mielina em comparação com as regiões vizinhas. A descoberta foi logo negligenciada. O computador redescobriu o território estranho, e Dr. Van Essen e seus colegas notaram que ele se torna extraordinariamente ativo quando as pessoas ouvem histórias. Esta constatação sugere que a região, que eles chamaram de 55b, é parte de uma rede de linguagem no cérebro, juntamente com a área de Broca.

No futuro

Em outras partes do córtex, os cientistas foram capazes de particionar regiões previamente identificadas em áreas ainda menores. Por exemplo, eles descobriram que uma grande região perto da parte frontal do cérebro, o córtex pré-frontal dorsolateral, na verdade é composta de uma dúzia de zonas menores.

A região torna-se ativa durante muitos tipos diferentes de pensamento, que vão desde a tomada de decisões até o ato de enganar. É possível que cada uma das zonas recentemente identificadas seja importante para uma dessas tarefas.

Dr. Kleinfeld prevê que outros pesquisadores vão encontrar maneiras de verificar a precisão do novo mapa, como testes genéticos. Se 180 regiões do córtex realmente são distintas, os neurônios em cada uma devem ter uma combinação distinta de genes ativos.

Dr. Van Essen disse que ele e outros cientistas usarão o mapa para acompanhar o desenvolvimento de cérebros jovens e para identificar alterações causadas por doenças como o Alzheimer. [NYTimes]

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