O cérebro humano é o órgão mais complexo que conhecemos. Tanto que talvez saibamos menos sobre ele do que desconhecemos. Uma das grandes incógnitas sobre seu funcionamento é como os bilhões de neurônios que atuam em nosso encéfalo conseguem se coordenar em uma rede com trilhões de conexões.
Organização em múltiplas escalas
Um novo estudo revelou detalhes inéditos sobre como as neurônios se organizam no cérebro humano para desempenhar suas funções de forma coordenada.
Alta performance
Em um artigo para The Conversation, Brandon Robert Munn, pesquisador da Universidade de Sydney e coautor do estudo, usa uma analogia para descrever o quão impressionante é o funcionamento das células do nosso cérebro. “É um pouco como ser um trabalhador em uma empresa de alto desempenho”, compara.
Munn se refere ao fato de que as neurônios precisam manter um equilíbrio entre suas habilidades individuais e o trabalho em equipe. A questão que a equipe buscava responder era como as neurônios conseguiam alcançar esse equilíbrio adequado.
40%-50%
O estudo sobre esse "equilíbrio de trabalho" revelou que as neurônios dedicam entre 40% e 50% de suas atividades a "tarefas individuais", enquanto o restante é voltado para o "trabalho em equipe".
Um dos aspectos mais impressionantes do estudo é que esse padrão organizacional não é exclusivo do cérebro humano, podendo ser observado em diversas espécies dentro do reino animal.
A equipe identificou essa divisão de tarefas em invertebrados, como a mosca-da-fruta e alguns nematoides, bem como em mamíferos, como ratos e primatas. Em outras palavras, animais separados por centenas de milhões de anos de evolução mantiveram essa forma de organização, explica Munn. Afinal, se algo funciona, por que mudar?
Fractais
O estudo revelou uma "estrutura fractal" no funcionamento do cérebro. Isso significa uma organização em que as células criam redes que, por sua vez, se integram em redes maiores até formar um organismo completo, de modo que os padrões de trabalho permanecem similares, independentemente da escala analisada.
Visualização através do cálcio
Para estudar o modo de trabalho das neurônios, a equipe utilizou a visualização baseada em cálcio. Essa ferramenta situa-se entre o estudo de neurônios em escala celular e as análises cerebrais que mostram como regiões inteiras do cérebro são ativadas ou desativadas.
Essa metodologia permite estudar dezenas de milhares de neurônios em tempo real, utilizando sensores fluorescentes que medem os níveis de cálcio nas células, explica Munn. Os detalhes do estudo foram publicados em um artigo na revista Cell.
Adaptar-se ou morrer
A equipe foi além dessa análise e também realizou simulações da atividade neuronal com base nas circunstâncias observadas. Com isso, comprovaram que essa "divisão fractal" otimiza o desempenho da atividade cerebral.
Essa estratégia não apenas permitiu otimizar recursos, mas também garantiu uma grande adaptabilidade. Talvez por isso ela tenha se consolidado como uma abordagem presente em cérebros de espécies separadas por centenas de milhões de anos de evolução, como os cerca de um bilhão de anos que distanciam as moscas dos humanos.
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