Neurocientistas descobriram acidentalmente um novo papel para o cerebelo

Uma das regiões mais conhecidas do cérebro, o cerebelo, representa apenas 10% do volume total do órgão, mas contém mais de 50% de seus neurônios.

Apesar de todo esse poder de processamento, supõe-se que o cerebelo funciona em grande parte fora do âmbito da consciência, ao invés de coordenar atividades físicas como estar de pé e respirar. Mas agora os neurocientistas descobriram que ele desempenha um papel importante na resposta à recompensa – um dos principais impulsos que motivam e moldam o comportamento humano.

Isso não só abre novas possibilidades de pesquisa para a pequena região que há séculos tem sido relacionada principalmente às habilidades motoras e de entrada sensorial, mas sugere que os neurônios que compõem a maior parte do cerebelo – chamados células granulares – estão funcionando de uma maneira que nunca esperávamos.

“Dado que uma grande fração de neurônios residem no cerebelo, houve relativamente pouco progresso feito na integração do cerebelo no quadro maior de como o cérebro está resolvendo tarefas, e uma grande parte dessa desconexão tem sido esta suposição de que o cerebelo pode só estar envolvido em tarefas motoras”, diz um dos membros da equipe, Mark Wagner, da Universidade de Stanford.

“Espero que isso nos permita unificá-lo com estudos de regiões cerebrais mais populares como o córtex cerebral, e possamos uni-los”.

Encéfalo humano. Fonte da imagem: arquivo pessoal.

 

Preso na parte de trás do cérebro, o cerebelo mantém uma grande quantidade de conexões com o córtex motor – uma região do córtex cerebral no lóbulo frontal do cérebro que está envolvida no planejamento, controle e execução de movimentos voluntários.

Embora existam sinais de conexão do cerebelo com processos cognitivos, como a atenção e a função da linguagem, pesquisas anteriores sobre as células granulares só as ligou a funções sensoriais e motoras básicas.

E isso faz sentido quando você vê os efeitos em alguém com um cerebelo danificado – eles muitas vezes apresentam dificuldades em manter o equilíbrio, utilizar habilidades motoras finas, tais como alcançar e agarrar, e de manter-se na posição vertical.

“Se você tem uma ruptura do cerebelo, a primeira coisa que você vê é um defeito de coordenação motora”, diz um dos pesquisadores, Liqun Luo. Mas pode haver muito mais coisas acontecendo na região, porque enquanto o cérebro humano contém cerca de 60 bilhões de células granulares cerebelares – em número de todos os outros neurônios do cérebro combinados – eles têm sido notoriamente difíceis de estudar.

Para descobrir como o cerebelo controla os músculos em camundongos, a equipe de Stanford usou uma nova técnica para observar células granulares, chamada de microscopia de dois fótons, o que lhes permitiu registrar a atividade dos neurônios em tempo real.

A tonalidade verde brilhante não é cor falsa, é realmente o resultado de uma substância chamada proteína verde fluorescente. Esta proteína é produzida naturalmente por animais bioluminescentes, como água-viva, e pode ser introduzida no genoma com pouco dano às células. Créditos: Mark Wagner et. al.

É também muito mais fácil para os pesquisadores rastrear a atividade de certas células em tempo real – a GFP (proteína verde fluorescente) só precisa ser inserida no DNA de uma criatura, e ela vai fluorescer cada vez que o DNA estiver sendo traduzido em RNA ou moldado em uma proteína.

Para ver o que a GFP revelaria em seus camundongos, os pesquisadores começaram dando a eles água tratada com açúcar cada vez que os camundongos empurravam uma alavanca. Eles esperavam ver o que estava acontecendo no cerebelo em resposta a esses movimentos físicos, mas o que veio como uma surpresa foi uma conexão aparente entre as células granulares e a resposta de recompensa desencadeada pela água com açúcar.

Como a equipe explica, algumas células granulares dispararam quando os camundongos empurraram a alavanca, mas outro conjunto de células granulares foi ativada quando os camundongos estavam esperando a sua recompensa chegar. E quando tiraram a recompensa por completo, isso desencadeou mais um grupo de células granulares no cerebelo.

Esta não é a primeira vez que uma região do cérebro tem sido relacionada tanto à coordenação motora quanto à resposta de recompensa – os gânglios basais, localizados na base do prosencéfalo, também são conduzidos por estas duas funções, e este novo estudo sugere que o cerebelo é igualmente complexo.

Claro, os resultados do estudo até agora só foram observados em camundongos, por isso, até eles serem replicados em seres humanos, não podemos ter certeza do que eles realmente significam. Mas acredita-se que o cerebelo tenha uma das linhagens evolucionárias mais antigas de todas as regiões cerebrais e é conectado de maneira semelhante em todas as classes de vertebrados, por isso há uma boa chance de vermos algo parecido em humanos também.

É apenas mais um lembrete da complexidade quase infinita do cérebro de mamíferos e que, enquanto nós, seres humanos, gostamos de compartimentalizar as coisas, ao fazê-lo, corremos o risco de perder os elaborados papéis desempenhados por cada região cerebral relacionada à forma como pensamos, sentimos e nos movemos. A pesquisa foi publicada na Nature.

Matéria traduzida originalmente da revista Science Alert.

Revisado por Igor Augusto G. Cunha.

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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