Poder do cérebro pode vir da complexidade das sinapses…

A receita da evolução para fazer um cérebro mais complexo parece simples demais há muito tempo. Apenas aumente o número de células nervosas, ou neurônios, e as conexões entre eles. O cérebro humano, por exemplo, tem três vezes o volume do cérebro de um chimpanzé.

Uma nova dimensão da complexidade evolutiva emergiu, agora, de um estudo de cruzamento de espécies liderado por Seth Grant do Instituto Sanger no Reino Unido.

Grant olhou para a conexão entre neurônios, conhecida como sinapse, que até agora acreditou-se ser uma função padrão dessas células.

Porém, na verdade, as sinapses se tornam consideravelmente mais complexas a cada grau evolutivo, reportaram Grant e seus colegas no domingo, 8, na Nature Neuroscience. Em vermes e moscas, as sinapses atuam como mediadoras de formas simples de aprendizado, enquanto em animais maiores elas são construídas de um arranjo muito mais rico de componentes protéicos e conduzem aprendizado complexo e reconhecimento de padrões, disse Grant.

O achado pode abrir uma nova janela no conhecimento sobre como o cérebro opera. "Uma das maiores questões na neurociência é responder quais são os princípios de design pelos quais o cérebro humano é construído, e esse é um desses princípios", afirmou Grant.

Se as sinapses são pensadas como os chips de um computador, então o poder do cérebro tem sua forma dada pela sofisticação de cada chip, assim como o número deles. "Da perspectiva evolucionária, os grandes cérebros dos vertebrados não só têm mais sinapses e neurônios, mas cada uma dessas sinapses é mais poderosa – vertebrados têm grandes ‘internets’, com grandes computadores, e invertebrados têm pequenas ‘internets’ com pequenos computadores", disse Grant.

Ele incluiu células de levedura em sua pesquisa e descobriu que elas contêm muitas proteínas equivalentes às presentes nas sinapses humanas, mesmo sendo um micróbio unicelular sem sistema nervoso. As proteínas da levedura, usada para percepção de mudanças no ambiente, sugerem que a origem do sistema nervoso, ou pelo menos das sinapses, começou dessa maneira.

As capacidades do cérebro humano podem não depender tanto de sua rede de neurônios, mas dos cálculos complexos que suas sinapses realizam, disse Grant. Sinapses nos vertebrados têm cerca de mil proteínas diferentes, organizadas em 13 máquinas moleculares, uma das quais é construída de 183 proteínas diferentes.

Essas sinapses não são iguais em todo o cérebro, descobriu o grupo de Grant; cada região usa combinações diferentes das mil proteínas para fabricar suas sinapses personalizadas.

Cada ligação entre neurônios pode, presumivelmente, fazer cálculos sofisticados baseando-se em mensagens que chegam de outros neurônios. O cérebro humano tem 100 bilhões de neurônios, conectados em 100 trilhões de sinapses.

Os caminhos de diversas desordens mentais vêm de defeitos nas proteínas sinápticas, mais de 50 das quais já foram ligadas a doenças como esquizofrenia, disse Grant.

Edward Ziff, um especialista em sinapses da Universidade de Nova York, disse que o trabalho de Grant foi o primeiro em que sinapses foram analisadas pela comparação entre espécies. "Eu diria que esse trabalho é único." "Grant foi um pioneiro em fazer esse tipo de análise e merece muito crédito por isso, embora uma considerável quantidade de adivinhações tenha sido envolvida."

Deixe um comentário