Cientistas descobrem que as nossas ondas cerebrais podem ser enviadas por campos elétricos

A maioria dos estudantes das áreas biomédicas e biológicas são capazes de dizer que os sinais neurais são enviados através de mecanismos tais como a transmissão sináptica, junções comunicantes e difusão de processos, mas um novo estudo sugere que há uma outra maneira do nosso cérebro transmitir informações de um lugar para outro.

Pesquisadores nos EUA têm registado picos neurais que viajam muito lentamente no cérebro para serem explicados por mecanismos de sinalização convencionais. Na ausência de outras explicações plausíveis, os cientistas acreditam que estas ondas cerebrais estão sendo transmitidas por um campo elétrico fraco, e eles têm sido capazes de detectar um destes em camundongos.

“Os pesquisadores pensavam que campos elétricos endógenos do cérebro são demasiadamente fracos para propagar a transmissão de ondas”, disse Dominique Durand, um engenheiro biomédico da Case Western Reserve University. “Mas parece que o cérebro pode estar usando os campos para comunicar-se sem transmissões sinápticas, junções comunicantes ou difusão.”

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O neurônio pré-sináptico (topo) libera o neurotransmissor, que ativa receptores na célula pós-sináptica (parte inferior). Fonte: Neurotransmission.

Correndo simulações de computador para modelar sua hipótese, os pesquisadores descobriram que campos elétricos podem mediar a propagação através de camadas de neurônios. Enquanto o campo é de baixa amplitude (aproximadamente 2-6 mV/mm), é capaz de estimular e ativar vizinhos imediatos, que, posteriormente, ativam mais neurônios, viajando por todo o cérebro a cerca de 10 centímetros por segundo.

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Simulação de oscilações neurais em 10 Hz. O painel superior mostra picos de neurônios individuais (com cada ponto que representa um potencial de ação individual dentro da população de neurônios), e o painel inferior do potencial de campo local refletindo a sua atividade de verão. A figura ilustra como padrões sincronizados de potenciais de ação podem resultar em oscilações macroscópicas que podem ser medidas fora do couro cabeludo. Fonte: Neural Oscillation.

Os ensaios em hipocampos de camundongos (a parte central do cérebro associada com a memória e navegação espacial) produziram resultados semelhantes e quando os pesquisadores aplicaram um campo de bloqueio, abrandou a velocidade da onda.

Animação do hipocampo.
Animação do hipocampo.

De acordo com os pesquisadores, esta é a evidência de que o mecanismo de propagação para a atividade é consistente com o campo elétrico.

“Os resultados indicam que os campos eléctricos (effects ephaptic) são capazes de mediar a propagação de ondas neurais de auto-regeneração”, eles escrevem. “Este novo mecanismo de engate célula-por-condução de volume poderia estar envolvido em outros tipos de propagação de sinais neurais, tais como ondas lentas do sono, ondas agudas de hipocampo, ondas theta ou convulsões.”

Se as suas conclusões, que foram relatadas no The Journal of Neuroscience, puderem ser constatadas em outros estudos, nos ajudariam a entender melhor como as ondas cerebrais estão associados à coisas como a memória, epilepsia e fisiologia saudável.

“Outros têm trabalhado em tais fenômenos por décadas, mas ninguém nunca fez essas conexões”, disse Steven J. Schiff, diretor do Centro de Engenharia Neural da Penn State University, que não estava envolvido na pesquisa.

“As implicações são que tais campos dirigidos podem ser utilizados para modular ambas as atividades patológicas, tais como convulsões, e para interagir com ritmos cognitivos que ajudam a regular uma variedade de processos no cérebro.”

Reportagem traduzida de ScienceAlert.

Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e mestre em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.
Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e mestre em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.

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