O primeiríssimo “Google Maps do Cérebro” acaba de sair; veja como funciona
Pela primeira vez, foi possível construir o mapa cerebral completo de um organismo vivo complexo. Os cientistas do Consórcio FlyWire, que agrega membros de mais de 75 laboratórios espalhados pelo mundo, publicou o mapa do cérebro de uma mosca-das-frutas adulta (Drosophila melanogaster), conhecido como conectoma. O resultado final se parece com “Google Maps do Cérebro”, já é possível navegar por regiões e acompanhar as conexões neurais.
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O cérebro da mosca fêmea, usada na análise, tem menos de 1 milímetro de largura, mas é de uma complexidade quase infinita. Para chegar ao mapa com 139 mil neurônios, a equipe recorreu ao uso de diferentes tecnologias, incluindo a Inteligência Artificial (IA).
Agora, outras inúmeras pesquisas irão usar o Google Maps do Cérebro em suas respectivas áreas. “Se quisermos entender como o cérebro funciona [algo que ainda é um mistério], precisamos de uma compreensão mecanicista de como todos os neurônios se encaixam e permitem que você pense”, explica Gregory Jefferis, pesquisador da Universidade de Cambridge e membro do consórcio, em nota. Então, esta plataforma é um primeiro passo.
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Vale destacar que a mosca-das-frutas é um dos organismos mais usados na ciência. Afinal, cerca de 60% dos genes presentes nos humanos, incluindo os genes associados à aprendizagem e ao ritmo circadiano, são encontrados nesses insetos. Além disso, 3 em cada 4 doenças genéticas humanas têm paralelos nessa espécie. Por fim, essas moscas envelhecem como nós, podem ficar bêbadas e até reagem sob efeitos do café. A semelhança é muito maior do que poderíamos imaginar.
Complexidade do cérebro
Para construir o primeiro mapa cerebral de um espécime adulto, os pesquisadores fatiaram o cérebro em sete mil pedaços, sendo que cada uma dessas fatias tinham impressionantes 40 nanômetros de espessura. Em seguida, foram escaneadas através da microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução.
No total, foram obtidos 100 terabytes de dados de imagem. Isso é equivalente ao espaço de armazenamento cheio de 100 notebooks comuns. Com a ajuda da IA, foi possível extrair do material quase 140 mil neurônios e 50 milhões de conexões diferentes entre eles. Analisando o conectoma, foi possível classificar oito mil tipos de células cerebrais diferentes.
Cientistas desenvolvem primeiro mapa cerebral de um organismo complexo, a mosca-das-frutas, que mais se parece com o “Google Maps do Cérebro” (Imagem: Amy Sterling, Murthy and Seung Labs/Princeton University)
Anteriormente, foi feito apenas o mapa cerebral de uma larva da mosca-das-frutas, algo muito mais simples em termos de complexidade, e do verme Caenorhabditis elegans. Neste último caso, a criatura não tem propriamente um cérebro, como o observado nessas moscas.
Primeiro Google Maps do Cérebro
“Este conjunto de dados é parecido com o Google Maps, mas para cérebros”, brinca Philipp Schlegel, pesquisador de Cambridge e outro membro do consórcio. Na analogia, os dados brutos sobre o cérebro equivalem às imagens de satélite da Terra, com prédios e ruas de difícil distinção. Depois, “anotar neurônios é como adicionar os nomes de ruas e cidades, horários de funcionamento de empresas, números de telefone, avaliações ao mapa”, completa.
Dependendo da forma como os cientistas realizarão suas pesquisas, será possível obter mapas em 3D das áreas selecionadas do cérebro da mosca. A seguir, veja uma animação que engloba os neurônios auditivos do inseto:
Para dar conta da complexidade das informações obtidas, foi publicado um dossiê na revista Nature, a partir do primeiro conectoma completo. Nos próximos meses e anos, mais artigos devem destrinchar outras oportunidades de pesquisa. Se quiser testar o visualizador do mapa cerebral, ele está disponível para os usuários aqui.
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