Inovadora pesquisa revela o maior e mais detalhado diagrama cerebral

A pesquisa, publicada no dia 9 de abril nas revistas Nature e Nature Methods, foi realizada por 150 pesquisadores do projeto Machine Intelligence from Cortical Networks (MICrONS). O estudo revelou um mapa 3D de alta resolução, que abrange mais de 200 mil células cerebrais, sendo 82 mil neurônios, o que representa apenas 0,2% do cérebro do camundongo.

O mapa também contém mais de 500 milhões de sinapses e uma rede de neurônios que soma mais de quatro quilômetros de extensão, tudo isso em um pequeno bloco de tecido da área cerebral relacionada à visão. Pela primeira vez, os cientistas também registraram a atividade de dezenas de milhares de neurônios interagindo uns com os outros para processar informações visuais.

Cérebro de camundongo: mais de 200 mil células mapeadas em 1 milímetro cúbico

Em termos de escala, o único mapa semelhante é o de um milímetro cúbico do cérebro humano, que contém 16 mil neurônios e 150 milhões de sinapses. “Os dados são impressionantes”, comentou Forrest Collman, neurocientista do Instituto Allen para Ciência Cerebral e coautor do estudo. “Ao observar os dados, sentimos a complexidade do cérebro, algo semelhante ao que sentimos ao olhar para as estrelas no céu.”

Inteligência artificial ajuda a detalhar a atividade de neurônios

Para criar o mapa, os pesquisadores monitoraram a atividade de quase 76 mil neurônios no córtex visual do camundongo enquanto ele assistia a vídeos por duas horas. Em seguida, o cérebro foi cortado em milhares de fatias, cada uma com um quarto do tamanho de um fio de cabelo humano. Cada fatia foi registrada e as imagens foram reunidas para formar o mapa 3D. Inteligência artificial e algoritmos de aprendizado de máquina foram usados para registrar os neurônios e suas sinapses.

Descoberta desafia teoria antiga sobre como os neurônios se conectam

Os resultados mostraram que neurônios do córtex visual que respondem a características visuais semelhantes, como formas e direções de movimento, tendem a formar mais conexões entre si, independentemente da distância entre eles. Além disso, essas conexões ocorrem entre neurônios especializados em diferentes tipos de traços visuais.

A pesquisa questiona uma teoria antiga da neurociência, que afirma que neurônios que disparam juntos se conectam. Estudos anteriores haviam testado essa teoria com um número limitado de neurônios. “A regra varia conforme os diferentes componentes do córtex”, afirmou Collman.

Pesquisa explora novas possibilidades para entender a função cerebral

Os autores esperam que os dados possam esclarecer mais detalhes sobre o funcionamento do cérebro. “Existem diversas áreas corticais que entendemos de maneiras diferentes. Acho que isso é apenas o começo de uma nova associação entre estrutura e função cerebral”, afirmou Clay Reid, neurobiólogo e coautor do estudo. Com informações Revista Galileu.