Neurónios de diversas áreas do cérebro agem sintonizados

10.º Ano BIOLOGIA - V. Regulação nos Seres Vivos

Neurónios de diversas áreas do cérebro agem sintonizados


Na hora de realizar tarefas complexas, há algo a mais de que o cérebro precisa: ritmo. Segundo um estudo feito na Universidade da Califórnia em Berkeley, nos EUA, ritmos corticais fazem com que grupos de neurónios espalhados por diversas regiões do cérebro sejam convocados para realizar uma actividade coordenada, como se fossem um maestro a conduzir as várias secções de uma orquestra.
O estudo será publicado esta semana no site e sairá em breve na edição impressa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Os actos mais simples, como apanhar uma folha de papel, exigem uma coordenação notável de múltiplos grupos de neurónios, de modo a perceber o objecto, a distância a que ele se encontra, quando usar os músculos necessários para baixar, esticar o braço, agarrar a folha e assim por diante.

Os neurocientistas ainda não sabem bem como esses grupos de células cerebrais dispersas em regiões diferentes e distantes umas das outras se ligam entre si de modo que tarefas simples ou complexas possam ser realizadas.

«Um dos principais problemas actuais da neurociência é compreender como saímos de bilhões de neurónios distintos e independentes, de um lado, para, do outro, um cérebro unificado capaz de actuar num mundo complexo», disse Jose Carmena, professor assistente do Departamento de Engenharia e Ciências da Computação, um dos autores do estudo.

A ideia de grupos de neurónios anatomicamente dispersos mas funcionalmente relacionados foi descrita pela primeira vez pelo neurocientista canadiano Donald Hebb, em 1949, no livro «The Organization of Behavior».

«Basicamente disse que neurónios isolados não são as unidades mais importantes na operação cerebral e que o que realmente importa é a montagem das células», disse Ryan Canolty, outro autor do estudo.

Hoje sabe-se que grupos de neurónios não apenas precisam de trabalhar em conjunto para a realização de uma determinada tarefa, mas que esses grupos têm que unir forças com outros, em partes distintas do cérebro, como em regiões responsáveis pela cognição e pelo controlo dos movimentos do corpo.

Os neurocientistas em Berkeley analisaram registos compilados durante quatro anos de quatro macacos. Dois deles estiveram envolvidos em actividades de interface cérebro-máquina e os outros participaram em tarefas que envolviam a memória funcional.

Foram analisados como os momentos de picos eléctricos – ou potenciais de acção – emitidos pelas células nervosas estiveram relacionados com ritmos que ocorriam em múltiplas áreas do cérebro.

Os investigadores identificaram o aparecimento de padrões de «sintonia». Os momentos de picos eléctricos nos neurónios individuais mostraram-se sincronizados com ritmos cerebrais que ocorriam em faixas de frequência distintas noutras regiões do cérebro.

Por exemplo, a faixa de 25 a 40 hertz (ciclos por segundo) mostrou-se especialmente importante para as áreas envolvidas no controlo motor e em planeamento.

«Se os neurónios se importassem apenas com o que ocorre no seu ambiente local, seria difícil fazer com que trabalhassem em conjunto caso estivessem em diferentes áreas corticais. Mas quando múltiplos neurónios, espalhados por todo o cérebro, são sintonizados num padrão de actividade eléctrica numa frequência específica, então sempre que o padrão de actividade global ocorrer esses neurónios podem agir num agrupamento coordenado», disse Canolty.

Segundo os autores do estudo, entender melhor como funcionam as relações locais e globais das actividades cerebrais poderá ser muito útil para o desenvolvimento de estratégias que regulem o funcionamento incorrecto de redes cerebrais através da estimulação eléctrica e também para a melhoria na pesquisa de interfaces cérebro-máquina.

O artigo «Oscillatory phase coupling coordinates anatomically dispersed functional cell assemblies» (doi/10.1073/pnas.1000948107), de Jose M. Carmena e outros, pode ser lido por assinantes da PNAS em www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1008306107.


Diário Digital
21.09.2010

Terça Sep 21, 2010 20:39 / netxplica.com

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