Cientistas revelam a surpreendente simplicidade da geometria cerebral 30/03/2012

Resultados publicados esta sexta-feira na Science – O cérebro humano é o objecto mais complexo que conhecemos, mas a organização das suas ligações nervosas é das coisas mais simples que se possa imaginar.

Basta olhar para a imagem que ilustra esta notícia para perceber do que se trata. Elas revelam que, ao contrário do que se poderia pensar, a arquitectura das ligações nervosas no cérebro não tem nada a ver com um emaranhado sem nexo de esparguete — e tudo a ver com a malha, muito bem organizada e estruturada, de um tecido acabado de sair do tear. Esta sexta-feira, na revista Science, Van Wedeen, da Universidade de Harvard, e colegas publicam estas espectaculares visualizações do cérebro (humano e de vários primatas) e explicam como chegaram à surpreendente conclusão de que a arquitectura dos circuitos nervosos, que define a geometria subjacente do cérebro adulto, é uma simples retícula 3D, com todas as fibras projectadas pelos neurónios a entrecruzarem-se em ângulo recto numa das três dimensões do espaço.

“O nosso objectivo era mapear a arquitectura das fibras cerebrais”, explica Wedeen num podcast no site da revista. “Dada uma ligação, por onde é que ela passa na sua vizinhança imediata? Descobrimos que essa organização não podia ser mais simples.” As fibras formam superfícies curvas onde pacotes de fibras paralelas

Reprodução em flores usa sistema de comunicação que existe nos neurónios 18/03/2011

             Descoberta inédita em plantas publicada na Science.

O tubo polínico tem as mesmas características de certas leveduras e fungos filamentosos que crescem só numa direcção. Têm que ter “um tipo de crescimento muito rápido e precisam constantemente de informação do ambiente para saber se viram para a esquerda ou se continuam em frente”, disse ao PÚBLICO José Feijó, líder da equipa responsável pelo estudo.

O tubo polínico carrega ao longo do pistilo, o órgão reprodutor da planta, o núcleo que vai fecundar o óvulo e formar as sementes. Para isso tem que crescer, ou seja, produzir constantemente a parede de celulose que reveste todas as células vegetais. Há vários sinais e substâncias que intervêm neste crescimento e que a equipa do IGC tem vindo a estudar. Um deles é o ião de cálcio, que tem oscilações de concentração dentro da célula. Não se sabe “porquê é que estes padrões do cálcio são importantes na fisiologia das células”, explicou o cientista. O certo é que acontece em muitos processos celulares de diferentes organismos.

Como o pénis perdeu as espinhas e o que mudou por isso 10/03/2011

Estudo sobre evolução humana – O que faz com que os seres humanos tenham um aspecto distinto, tão facilmente identificável por outro ser humano? O segredo, estão os cientistas a descobrir, está na regulação da actividade dos genes, tal como um cozinheiro põe mais ou menos pimenta. Hoje, uma equipa relata na revista Nature ter identificado centenas de eventos moleculares com impacto na evolução humana. Entre eles, o que fez com que desaparecessem as espinhas queratinosas do pénis nos humanos.

A equipa de Gill Bejerano e David Kingsley, da Universidade de Stanford (EUA) beneficiou da última década de avanços da sequenciação genómica, que oferece já um leque vasto de espécies cujos genomas podem ser comparados. “A tecnologia permite-nos comparar os genomas de humanos e outros mamíferos e procurar o que nos torna únicos”, comentou Philip Reno, da Universidade da Pensilvânia, um dos autores do trabalho, citado num comunicado. “E podemos relacionar essa informação com características físicas humanas específicas.”

Usando a genómica comparativa, a equipa identificou 510 sequências genéticas muito conservadas em todas as espécies de mamíferos, inclusivamente nos chimpanzés (os nossos parentes mais próximos), mas que estão ausentes no genoma humano. São sequências de ADN que, se forem encaradas como palavras, escrevem instruções regulatórias, que influenciam a actividade dos genes.

Genes e circuitos cerebrais influenciam escolha da comida 14/05/2010

Investigador português recorreu à mosca do vinagre para realizar investigação.

Tal como os humanos ou qualquer outro ser vivo, a mosca do vinagre também tem “preocupações” para fazer uma alimentação equilibrada, mas até agora não se conheciam os factores envolvidos neste processo. O português Carlos Ribeiro, investigador principal no Programa de Neurociências da Fundação Champalimaud, juntamente com Barry J. Dickson, do Research Institute of Molecular Pathology, em Viena (Áustria), resolveu esta incógnita e identificou, pela primeira vez, os genes e circuitos cerebrais envolvidos no decurso desta decisão.

O estudo publicado agora na revista científica «Current Biology» foi efectuado em Drosophila melanogaster, mosca do vinagre, e abre portas para que se compreenda também como outros organismos escolhem as suas fontes de alimento, desde os mosquitos portadores do parasita da malária aos humanos.

Os investigadores usaram um ensaio simples para identificarem o tipo de alimentação que as moscas preferem. À comida enriquecida com proteínas, que contém leveduras, foi adicionado um corante azul, enquanto a que não tem leveduras foi «pintada» de encarnado. Pela simples observação da cor das barrigas das moscas, puderam, então, saber que alimentos ingeriram.

Depois de terem observado os hábitos alimentares da Drosophila ao longo de várias semanas, descobriram que a mosca do vinagre opta por diferentes fontes de alimentação, consoante as suas necessidades nutricionais, sexo e estado de acasalamento. “Normalmente, quando as moscas estão num ambiente com comida ‘completa’, ou seja, com açúcares e leveduras, e se lhes for dada a possibilidade de escolha, estas não comem a comida com proteínas”, explicou, acrescentando que se as moscas forem privadas de proteínas durante um determinado período de tempo, acabam por escolher alimentos com este nutriente.

Fêmeas mais rápidas do que machos

As moscas fêmeas são capazes de mudar de dieta mais rapidamente do que os machos, da mesma forma que as fêmeas que tenham acasalado são também mais rápidas nessa tarefa do que aquelas que são virgens.

De acordo com o investigador português, os resultados e os métodos genéticos experimentais disponíveis na mosca do vinagre permitiram “descrever as moléculas e neurónios que fazem com que as fêmeas que já tenham acasalado reajam mais depressa do que as virgens”. Além disso, foram identificadas as moléculas usados no cérebro das moscas para detectar a falta de proteínas e que fazem com que estas mudem as suas decisões, “o que se pode vulgarmente denominar como o sensor”.

Protegido: Sistema Nervoso 09/03/2010

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Sistema Nervoso 02/03/2010

Cá estão as apresentações sobre o Sistema Nervoso para vocês:

Células da Pele Transformadas em Neurónios directamente 01/02/2010

Transformar directamente células normais da pele de ratinhos em neurónios, sem ser preciso passar pela fase de células estaminais, foi o que uma equipa de cientistas a trabalhar na Califórnia relata ter conseguido fazer na edição de hoje da revista científica “Nature”.

Este método tem o potencial de acelerar e facilitar a medicina regenerativa, evitando uma fase crucial, em que as células estaminais podem dar origem a tumores — o lado negro destas células, que são a maior aposta da biomedicina. “Este estudo é um grande passo em frente”, comentou Irving Weissman, director do Instituto de Biologia das Células Estaminais e Medicina Regenerativa da Universidade de Stanford (EUA), uma das instituições que participou e detém a patente do trabalho.

Por ora, foi testado apenas com ratinhos, mas os cientistas acreditam que este resultado deverá ser replicável em células humanas, para dar origem a tratamentos para doenças que afectam não só as células nervosas, mas também outros órgãos, como fígados ou pâncreas.

Portuguesa descobre gene envolvido na formação de neurónios 15/09/2009

Descoberta publicada “Nature Neuroscience”

A bioquímica Luísa Pinto, agora no Instituto de Investigação em Ciências da Vida e Saúde da Universidade do Minho, é a primeira autora de um artigo científico que anuncia a descoberta de um gene importante na formação dos neurónios. Publicado na última edição da revista “Nature Neuroscience”, o artigo diz que o gene – chamado AP2gamma – desempenha um papel essencial no desenvolvimento dos neurónios do córtex visual, onde se processa a informação visual.

Quando estava no Instituto de Investigação de Células Estaminais de Neuherberg, na Alemanha, Luísa Pinto e a colega alemã Magdalena Götz investigaram, numa primeira fase, a transformação em neurónios de um grupo de células estaminais embrionárias. As células estaminais embrionárias têm a capacidade de dar origem a todos os tipos de células no organismo, que se tornam por exemplo tecido da pele, do coração ou neurónios, já diferenciados.

Através do estudo do cérebro de embriões de ratinho, a equipa descobriu que o gene AP2gamma comanda o fabrico de uma proteína que leva a que as células estaminais embrionárias se transformem em neurónios no córtex cerebral, em particular no córtex visual. “É esse gene que leva a que se formem esses neurónios. Mostrámos que é importante em termos funcionais para a visão”, sublinha Luísa Pinto, de 28 anos, que voltou a Portugal em Janeiro.

A investigadora está agora envolvida no passo seguinte da investigação: verificar se o gene descoberto consegue conduzir à formação de novos neurónios num cérebro adulto. “No cérebro adulto, os neurónios não se regeneram”, explica Luísa Pinto. “O que estou a fazer agora é ver se este gene consegue levar à formação de novos neurónios em situações normais e de doenças, como as doenças relacionadas com o ‘stress’, onde os neurónios estão em menor número numa zona do córtex cerebral que se chama hipocampo.” Um exemplo de doença relacionada com o ‘stress’ é a depressão. “Mas várias outras doenças têm como consequência uma diminuição do número de neurónios no cérebro.”
15.09.2009  PÚBLICO

Stress Crónico: O cérebro responde e procura a rotina 31/07/2009

Artigo publicado hoje na Science

A exposição a stress crónico expande umas regiões do cérebro e atrofia outras, mostra o estudo .

Oito neurocientistas portugueses estudaram as alterações nos circuitos do cérebro em situações de stress crónico. No grupo de ratos analisados, a experiência fez encolher e expandir zonas cerebrais e levou a que activassem o “botão da rotina”. Está tudo na Science

 Vamos colocá-lo a viver no segundo andar de um prédio. Pode ser? Pronto. Agora, imagine a sua rotina diária. Todos os dias, entra no elevador e carrega no botão 2 para chegar a casa. Porém, se mudar de edifício – suponha que está a visitar alguém -, vai escolher outro piso, adaptando-se a esta nova realidade. O problema é que, segundo o estudo agora publicado na revista Science por investigadores portugueses, quando está sujeito a uma situação de stress crónico o mais provável é que continue a carregar no botão 2, em qualquer elevador, de qualquer prédio. O seu cérebro mudou e agora responde com as acções de rotina.

“O que se percebeu é que, durante a exposição crónica a stress (ou seja, durante algum tempo), há mudanças estruturais no nosso cérebro”, resume Rui Costa, um dos autores do artigo publicado hoje na Science e coordenador do departamento de Neurobiologia da Acção da Fundação Champalimaud.

A equipa de neurocientistas estudou três regiões cerebrais que nunca antes tinham sido exploradas nesta associação entre o stress crónico e o processo de tomada de decisão. Procuraram os efeitos no estriado medial e no córtex pré-frontal (associados a comportamentos intencionais) e no estriado lateral (relacionado com os hábitos e comportamentos de rotina). E, segundo explica Rui Costa, nos nossos neurónios que parecem árvores cheias de ramos o stress crónico decepou galhos nas duas regiões ligadas aos comportamentos intencionais e fez nascer novos ramos no campo cerebral da rotina. Na luta de equilíbrios, a rotina parece sair vencedora. E, assim, carregamos no segundo andar de um qualquer elevador.

Sistema Nervoso 10/03/2009

Cientistas suecos, em Novembro passado, descobriram que o encéfalo humano de um adulto é capaz de produzir neurónios, a partir de células totipotentes, em pelo menos numa área, no hipocampo (área de grande importância ao nível da memória e da aprendizagem). Assim, o encéfalo humano, que se repara tão pobremente por si próprio, pode na realidade exibir um grande potencial de regeneração desde que os investigadores aprendam a induzir a actividade das células totipotentes noutras áreas cerebrais.O processo de produção de neurónios consiste, primeiro, na divisão de células indiferenciadas totipotentes da camada de células granulosas do hipocampo. Seguidamente, algumas das células resultantes migram profundamente na camada de células granulosas e, então, algumas das células migradoras diferenciam-se em neurónios granulosos. Este processo de neurogénese ocorre ao longo da vida de um indivíduo no hipocampo e a esperança dos investigadores é conseguirem estimular o processo noutras partes do sistema nervoso. Este processo poderá revelar-se uma alternativa vantajoso, em medicina, comparativamente aos implantes. Scientific American. Maio de 1999.

Cientistas londrinos conseguiram produzir os primeiros nervos artificiais que estarão aptos a poderem ser implantados dentro de dois anos em indivíduos acidentados. Estes tubos de polímero, com cerca de 1 mm de diâmetro, poderão constituir a «ponte» entre os nervos saudáveis e os que foram danificados. A técnica envolve, juntamente com a implantação dos nervos artificiais, a injecção de células geneticamente modificadas para expressarem o Factor de Crescimento, pequenas proteínas que induzem as fibras nervosas a crescerem ao longo do tubo e a estabelecerem as ligações com os nervos na sua periferia. Diário de Notícias, 20 Maio de 1999.