Se você pensa que a neurociência está preocupada só com o cérebro da nossa espécie, melhor pensar de novo! Neurocientistas acreditam que entender o pequeno nematoide pode lançar alguma luz sobre os grandes mistérios de nossas complexas mentes.
Intrigante, não é?
Neurocientistas desenvolveram um mapa completo para um verme. É isso mesmo, um atlas do cérebro do nematoide Caenorhabditis elegans.
Nematoides, também conhecidos como nematódeos, são uma classe de vermes cilíndricos que pertencem ao filo (uma categoria da botânica) Nematoda. Eles são um dos grupos de organismos mais numerosos na Terra, com estimativas sugerindo que existem milhões de espécies diferentes, embora apenas cerca de 25.000 tenham sido descritas e classificadas. São comuns em muitos habitats, e várias espécies são conhecidas por causar doenças em plantas, animais e seres humanos.
Um nematoide muito conhecido de nós, é o que popularmente chamamos de “lombriga“. Porém, vale lembrar que esse não é o mesmo deste estudo. Esta pesquisa se refere ao C. elegans, que é um nematóide hermafrodita que vive no solo e é um dos animais em foco em pesquisas genéticas e biológicas. Sua tendência à reprodução por autofecundação (do que decorre descendentes idênticos), juntamente com o curto tempo qté atingir a maturidade, fazem deste verme o objeto perfeito para o estudo.
Este novo modelo computadorizado de “mapa cerebral” dessa espécie específica de verme não apenas mapeia células cerebrais individuais, mas também revela como cada célula opera quando o verme está em ação.
Ao estabelecer essas conexões cérebro-comportamento no nosso humilde nematoide, cientistas estão um passo mais perto de desvendar o grande mistério de como todos os tipos de cérebros de animais, talvez até os nossos, funcionam em ação.
Mas por que a neurociência olharia para o cérebro justamente de vermes?
O C. elegans não é novidade no cenário da ciência. Biólogos há tempos são atraídos pela simplicidade da biologia dos nematoides. E aqui vai uma curiosidade histórica: todo o seu genoma e sistema nervoso foi mapeado há tempos atrás, com o primeiro “conectoma” ou mapa neural publicado em 1986.
A pesquisa dos anos 80, apesar de notável, era mais como uma fotografia estática. Ela nos contou sobre a estrutura do cérebro, mas não muito sobre seu funcionamento em tempo real. Já a pesquisa atual constrói essa ponte, conectando forma e função.
Para te dar uma ideia do mundo da pesquisa neurocientífica de ponta: o estudo mais recente, liderado por Steven Flavell, autor sênior do estudo e neurocientista do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, combinou o mapeamento tradicional do cérebro com métodos inovadores de microscopia. Isso permitiu que os cientistas observassem e escaneassem o cérebro do C. elegans em tempo real enquanto ele seguia sua vida de verme.
E aí entra a inteligência artificial entra com o aprendizado de máquina, fez com que um microscópio fosse capaz de seguir esses movimentos rápidos dos vermes.
Os pesquisadores também empregaram software de inteligência artificial para rastrear os sinais de cada pequeno neurônio. Ao aproveitar o poder da modelagem matemática, foram identificados padrões de atividade neural em 40 nematoides.
Se você tem curiosidade para se aprofundar nesses dados, eles generosamente disponibilizaram tudo no WormWideWeb (trocadilho absolutamente intencional).
E qual é a contribuição disso para a neurociência?
Decodificar cérebros de vermes pode parecer um hobby de nicho para cientistas, mas a história é maior.
O estudo fornece insights em tempo real sobre como os neurônios disparam durante atividades específicas. Alguns neurônios estavam ativos no momento em que o verme se movia, outros permaneciam ativos muito tempo depois do movimento ter parado, possivelmente desempenhando um papel na memória ou aprendizado.
Além disso, assim como nosso cérebro não é estático, o de um verme também não é. Cerca de um terço das células cerebrais observadas eram verdadeiros camaleões adaptativos, mudando completamente sua sinalização quando o verme se sentia estressado (como por um laser quente e irritante). Isso é uma resiliência e tanto para uma criatura tão pequena!
Os investigadores não analisaram todos os comportamentos possíveis e se limitaram a observar a atividade nos núcleos dos neurônios, sem abordar as extensas conexões entre as células. Mas ainda assim, a combinação de dados intrincados de comportamento e imagem com as identidades dos neurônios mapeados representa um significativo avanço no campo.
Será que isso vai ajudar naquela iniciativa do “cérebro humano digital”? Clica aqui pra saber mais sobre o assunto!
O futuro a partir da observação do cérebro de um verme
O quadro maior aqui é entender as relações cérebro-comportamento. Se conseguirmos decodificar o funcionamento de organismos mais simples, teremos uma melhor chance de entender os mais complexos, como os seres humanos. Isso também pode moldar o futuro dos sistemas de inteligência artificial, sugerindo modelos e algoritmos mais inspirados na biologia.
Nas palavras de Farzan Nadim, neurocientista do New Jersey Institute of Technology, essa pesquisa é como atualizar de um mapa antigo do cérebro de um nematoide para um digital de alta tecnologia que pode incluir informações em tempo real.
À medida que nos aprofundamos na neurociência, estudos como este pavimentam o caminho para entender como e por que os animais, incluindo nós, fazem o que fazem, e daí é mais um passo para ajudar o desenvolvimento de sistemas de inteligência artificial.
Fala a verdade, depois dessa, a neurociência nos fez olhar para os vermes de um jeito totalmente diferente!
Fonte: Scientific American
