As varreduras do cérebro estão agora a nível molecular, revelando o que as células do cérebro estão a dizer umas às outras, dizem os pesquisadores. [15 Fatos bizarros sobre o cérebro]
Esta nova técnica poderá iluminar o comportamento do cérebro humano no seu nível mais fundamental, produzindo conhecimentos sobre doenças como a dependência, acrescentaram os cientistas. Neste momento, a técnica foi testada apenas em ratos.
"Isso demonstra uma nova maneira de estudar o cérebro - ninguém jamais mapeou a atividade do cérebro desta forma", disse o autor do estudo Alan Jasanoff, bioengenheiro e neurocientista do MIT. [5 doenças cerebrais assustadoras]
Uma das principais maneiras que os pesquisadores utilizam para digitalizar os cérebros é a ressonância magnética, ou MRI.
Estes scanners mergulham as pessoas em campos magnéticos fortes e, em seguida, disparam ondas de rádio, incentivando os átomos - normalmente átomos de hidrogénio - a emitir sinais que geram insights sobre o corpo. [10 formas estranhas que o cérebro usa para o enganar]
Usando exames de ressonância magnética para olhar para os átomos de hidrogénio na água, os cientistas podem seguir o fluxo de sangue no cérebro, lançando luz sobre a atividade cerebral.
No entanto, esta estratégia, conhecida como ressonância magnética funcional, ou fMRI, revela apenas o que as partes do cérebro estão a fazer, e não o que diferentes áreas do cérebro estão a dizer uma à outra.
Agora os cientistas estão a usar novas moléculas que podem ajudá-los a usar fMRI para ver o que as células mensagens específicas do cérebro está a enviar umas às outras. As moléculas que são desenvolvidos com base numa proteína conhecida como BM3h que contém ferro magneticamente ativo e rastreável.
Em trabalhos anteriores, os pesquisadores alteraram BM3h de forma a torná-lo capaz de se ligar a neurotransmissores, as substâncias químicas que as células do cérebro utilizam para enviar mensagens umas às outras.
Uma das proteínas modificadas, conhecida como BM3h-9D7, prende-se ao neurotransmissor dopamina, que desempenha um papel importante no comportamento estimulado por recompensas. "Esta proteína age como um sensor para a dopamina", disse Jasanoff.
No seu mais recente trabalho, Jasanoff e seus colegas injetaram BM3h-9D7 no cérebro de ratos para medir a atividade da dopamina no estriado ventral, uma região do cérebro de processamento de recompensa.
Os cientistas geraram um mapa 3D da libertação de dopamina no cérebro dos roedores. Embora os cientistas já tenham maneiras de analisar a atividade molecular do cérebro, estas são normalmente estratégias invasivas, envolvendo tanto os cérebros de cadáveres ou pequenas porções de cérebros vivos.
Na nova pesquisa, os cientistas foram capazes de obter um elevado nível de detalhe usando estratégias não invasivas em células vivas, como a ressonância magnética funcional. Jasanoff afirma cautelosamente que BM3h-9D7 agarra-se à dopamina, podendo perturbar a sua função normal no cérebro, e potencialmente distorcendo os resultados.
Ainda assim, ele disse que os níveis de BM3h-9D7 que usaram são muito mais baixos do que as concentrações de dopamina nas sinapses, os espaços entre os neurónios, onde as células cerebrais fazem a maior parte de sua comunicação.
A equipa de investigação está agora a trabalhar sobre as proteínas de sensores que se ligam a outros neurotransmissores, como a serotonina. No entanto, não há atualmente nenhuma maneira de usar várias dessas proteínas de sensores ao mesmo tempo para controlar vários neurotransmissores simultaneamente.
Essencialmente, estas proteínas sensores parecem todas iguais no fMRI, por isso os pesquisadores não têm nenhuma maneira de distinguir os efeitos de uma ou de outra. Ainda assim, os pesquisadores agora pretendem melhorar a sensibilidade da sua técnica de forma a poder ser usada em humanos.
Em última análise, os cientistas esperam poder usar esses sensores para estudar e ajudar a desenvolver melhores modelos do cérebro, tais como modelos de como o cérebro se comporta aquando da aprendizagem de uma tarefa, ou melhores modelos de vício.
De igual forma, a longo prazo, a equipa de investigadores pretende testar tratamentos para dependência de drogas diferentes baseando-se nos possíveis modelos emergentes da utilização desta nova técnica. Os cientistas detalharam as suas descobertas a 2 de maio na revista Science. [Livescience]
