Neurônios metrônomos: um novo tipo de células nervosas? - Psicologia - 2023

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Uma nova pesquisa científica descobriu um tipo de neurônio que atuaria como uma espécie de relógio ou metrônomo, mantendo o cérebro em sincronia.

Essas células cerebrais, batizadas com o nome de neurônios metrônomos, poderia desempenhar um papel fundamental na coordenação da atividade neural.

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Ondas gama: os maestros da orquestra?

Nosso cérebro é como uma grande sala de concertos. Para dirigir e gerenciar numerosos e complexos processos cognitivos, é necessário que vários grupos de neurônios sejam ativados e, como os diferentes membros de uma orquestra musical, trabalhem em harmonia para produzir uma sinfonia de processos que nos permitam perceber e interagir com Nosso ambiente.

Mas, como as orquestras, o cérebro pode precisar de um maestro para manter todas as suas partes ativas e sincronizadas. Nesse sentido, existem vários neurocientistas que argumentam que os ritmos gama, ondas cerebrais que flutuam a uma frequência de aproximadamente 40 ciclos por segundo, poderiam desempenhar esse papel.

Se crê que essas oscilações das ondas gama atuariam como uma espécie de relógio ou metrônomo que coordena a transferência de informações de um grupo de neurônios para outro, portanto, parece haver ampla evidência para sugerir que o papel das ondas gama no processamento cognitivo é fundamental.

Durante décadas de pesquisas em humanos e outros animais, padrões foram encontrados em muitas áreas do cérebro que foram associados a uma variedade de processos cognitivos, como atenção ou memória de trabalho. Alguns estudos chegaram a associar alterações nessas oscilações gama a várias doenças neurológicas, incluindo a doença de Alzheimer e a esquizofrenia.

No entanto, parece não haver consenso absoluto. Alguns neurocientistas acreditam que o papel que as ondas gama desempenhariam não seria tão decisivo e afirmam que esses ritmos poderiam se correlacionar com a atividade cerebral, mas não fornecer uma contribuição significativa para ela.

Neurônios metrônomos: estudos em camundongos

Para investigar se as ondas gama realmente desempenharam um papel importante na coordenação da atividade neural, Os neurocientistas Moore e Shin da Brown University começaram seu estudo em ratos, descobrindo que um conjunto de neurônios até então desconhecido estaria atuando como um metrônomo.

Estas células recién descubiertas se disparaban rítmicamente a frecuencias gamma (30-55 ciclos por segundo), independientemente de lo que ocurriera en el ambiente exterior, y la probabilidad de que un animal detectara un estímulo sensorial estaba asociada a la capacidad de estas neuronas para manejar o tempo.

Moore e Shin começaram suas pesquisas como uma busca geral pela atividade cerebral relacionada à percepção do toque. E para isso, eles implantaram eletrodos em uma área específica do córtex somatossensorial do camundongo, encarregados de processar a entrada dos sentidos. Eles então mediram a atividade neural enquanto observavam a capacidade dos roedores de perceber batidas sutis em seus bigodes.

Os pesquisadores se concentraram nas oscilações gama e decidiu analisar um grupo específico de células cerebrais, chamadas interneurônios de aceleração rápida, porque estudos anteriores haviam sugerido que eles poderiam participar da geração desses ritmos rápidos. A análise revelou que, como esperado, o grau de disparo dessas células em frequências gama previu o quão bem os ratos seriam capazes de detectar o contato com seus bigodes.

Mas quando os neurocientistas investigaram o estudo, encontraram algo estranho. E eles esperavam que as células que seriam ativadas em resposta a um estímulo sensorial mostrassem as ligações mais fortes com precisão perceptiva. No entanto, ao examinar as células, esta ligação foi enfraquecida. Então, eles perceberam que talvez as células não sejam sensoriais e atuem como cronometristas, independente do que esteja acontecendo no ambiente.

Ao repetir a análise apenas com células que não responderam à entrada sensorial, a ligação com a precisão perceptiva tornou-se mais forte. Além de não ser perturbado pelo ambiente externo, esse subconjunto específico de neurônios tendia a aumentar regularmente em intervalos de gama, como um metrônomo. É mais, quanto mais rítmicas as células, melhor os animais pareciam em detectar batidas de bigode. O que parecia estar acontecendo, continuando com a metáfora inicial da sala de concerto, é que quanto melhor o maestro administrar o tempo, melhor será a orquestra.

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Os relógios cerebrais

Todos nós já ouvimos falar do relógio interno ou do relógio biológico. E é que nosso cérebro responde à passagem do tempo através dos sistemas fisiológicos que nos permitem viver em harmonia com os ritmos da natureza, como os ciclos do dia e da noite ou as estações.

O cérebro humano usa dois "relógios". O primeiro, o nosso relógio interno, que nos permite detectar a passagem do tempo e é fundamental para funcionar no nosso dia a dia. Con este reloj podemos, por ejemplo, medir el tiempo transcurrido entre dos actividades, saber cuánto tiempo hemos pasado realizando una tarea como conducir o estudiar, ya que de lo contrario este tipo de quehaceres se alargarían de forma indefinida sin que tengamos noción del tiempo que passou.

O segundo relógio não só poderia funcionar em paralelo com o primeiro, mas também competiria com ele. Este sistema cerebral seria alojado no primeiro relógio, e trabalharia em colaboração com o córtex cerebral para integrar informações temporais. Esse mecanismo seria executado, por exemplo, nos momentos em que nosso corpo presta atenção em como o tempo passa.

Tão necessária é a sensação de estar atento ao tempo que passou, como manter uma memória do que fizemos durante o processo. E é aí que entra em ação uma estrutura cerebral como o hipocampo, encarregada de processos como a inibição, a memória de longo prazo ou o espaço, além de desempenhar um papel fundamental na lembrança da passagem do tempo, segundo os últimos estudos científicos. .

No futuro, será fundamental continuar desenvolvendo novos tratamentos e investigando a relação dessas estruturas cerebrais e de nossos relógios internos com doenças neurodegenerativas como Alzheimer e outros tipos de demência, bem como com transtornos mentais e doenças cerebrais em que processos de a degeneração do cérebro está envolvida, noção de tempo e espaço corporal.