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Reportagem |
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| edição 78 - Novembro 2008 |
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| Iluminando os meandros do cérebro |
| Uma promissora combinação entre óptica e genética vem permitindo aos neurocientistas mapear e até controlar os circuitos cerebrais com precisão inédita |
| por Gero Miesenböck |
[continuação]
Em todos os casos o gene para o corante foi emprestado de um organismo marinho luminescente, tipicamente uma água-viva, que produz uma proteína verde fluorescente. Nós ajustamos o gene para que a proteína produzida pudesse detectar e revelar as mudanças na voltagem ou no cálcio subjacentes realçando a célula, bem como a liberação dos neurotransmissores que permitem a sinalização entre células. Munidos desses sensores de atividade codificados geneticamente, nós e outros pesquisadores criamos animais em que os genes codificados podiam ser ativados apenas em grupos de neurônios precisamente definidos. Muitos organismos prediletos dos geneticistas – incluindo minhocas, peixes zebra e ratos – foram analisados até o momento dessa forma, mas as moscas-das-frutas têm se mostrado particularmente prontas a revelar seus segredos diante da investida conjunta da óptica e da genética. Seu cérebro compacto é visível através de microscópio, sendo que circuitos inteiros podem ser registrados num único campo de visão. Além do mais, as moscas são facilmente modificadas geneticamente e um século de pesquisas conseguiu identificar muitos dos interruptores genéticos necessários para direcionar grupos específicos de neurônios. De fato, foi em moscas que Minna Ng, Robert D. Roorda e eu, todos à época no Memorial Sloan Kettering Câncer Center, em Nova York, registramos as primeiras imagens do fluxo de informações entre séries de neurônios em um cérebro intacto. Desde então, descobrimos novos arranjos de circuitos e novos princípios de funcionamento. No passado descobrimos neurônios no conjunto de circuitos de processamento de cheiros das moscas que parecem injetar um “ruído de fundo” no sistema. Especulamos que o barulho adicionado amplifica estímulos fracos, aumentando assim a sensibilidade do animal ao cheiro – uma vantagem na busca por alimento.
Os sensores se tornaram poderosas ferramentas para a observação da comunicação entre neurônios. Mas, no fim da década de 90, ainda tínhamos um problema. A maioria das experiências que investigam a função do sistema nervoso é muito indireta. Os pesquisadores estimulam a resposta no cérebro expondo o animal a uma imagem, um som ou um aroma e tentam chegar ao caminho resultante inserindo eletrodos e medindo os sinais elétricos captados nessas posições. Infelizmente as entradas sensoriais sofrem uma reformatação completa enquanto viajam. Assim, identificar com exatidão a que sinais se referem as respostas registradas a uma determinada distância do olho, ouvido ou nariz torna-se ainda mais difícil, quanto mais se distancia desses órgãos. Para os muitos circuitos cerebrais que, em lugar do processamento sensorial, dedicam-se ao movimento, pensamento ou emoção, a abordagem falha completamente: não há uma forma direta de ativar esses circuitos com estímulos sensoriais. |
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| Gero Miesenböck recentemente transferiu-se da Yale University para a University of Oxford, onde ocupa a cadeira Waynflete como professor de fisiologia. Esse posto foi ocupado por Charles Sherrington, um dos pais da neurociência moderna no início do século passado. |
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