Um empecilho na neurociência era a falta de uma visão clara de como as células cerebrais de animais se comportam durante muito tempo. Agora, pesquisadores de Harvard desenvolveram um jeito de acompanhar o que um neurônio faz durante um ano.

Em seu estudo realizado com camundongos, os cientistas contam terem desenvolvido um implante eletrônico capaz de coletar informações detalhadas sobre a atividade de uma única célula pelo período de um ano – sem atrapalhar as funções que ela desempenhava.

Um neurônio é uma célula muito pequena – medindo de 10 a 100 micrômetros –, que é a milionésima parte de um milímetro. Além disso, o seu pico de atividade elétrica é muito curto, durando apenas cerca de dois milissegundos.

Pesquisadores desse campo estão sempre à procura de melhores ferramentas para estudar as células do cérebro. Algumas técnicas, por exemplo, permitem detectar a atividade de células específicas para experimentos rápidos em pequenas regiões cerebrais – tanto em tecido recentemente removido ou por meio de sondas.

Contudo, por serem limitadas, essas condições não representam a realidade com a fidelidade necessária. Restritas a períodos curtos, elas não são capazes de fornecer informações detalhadas o suficiente para entender como a atividade muda com a idade e outras experiências de vida.

Conforme os pesquisadores, grande parte da dificuldade em fazer medições do tipo era consequência da incompatibilidade entre as propriedades mecânicas do tecido cerebral vivo e dos dispositivos eletrônicos de gravação.

“O cérebro é muito macio, como a textura de tofu ou pudim. Em contraste, os eletrônicos são rígidos. Qualquer pequeno movimento do cérebro pode fazer com que os sensores convencionais se desloquem e se movam no tecido cerebral vivo”, conta Jia Liu, líder do estudo. “Essa incompatibilidade na estrutura pode fazer com que células ao redor do local de implantação se degradem.”

Então, como forma de contornar o problema, a equipe de Liu desenvolveu um dispositivo implantável e o introduziu com segurança no cérebro da forma menos invasiva possível.

A implantação dos sensores nos camundongos cobaias resultou em distúrbios mínimos no tecido cerebral. Escolhendo quais neurônios específicos seriam vigiados, estava tudo certo para o início dos registros da atividade elétrica dessas células, acompanhadas ao longo da vida adulta dos roedores.

“Mesmo depois de um ano, não vimos nenhuma degradação dos neurônios que estávamos estudando”, relata Liu. Como constatou Liu, “não há outra tecnologia que possa rastrear o potencial de ação individual de uma dessas células em animais vivos ao longo desse tempo.”

Pensando em futuros experimentos, Liu planeja desenvolver ainda mais a técnica para que a atividade cerebral possa ser transmitida em tempo real do cérebro para análise em uma rede artificial; além de explorar diferentes usos dos sensores nanoeletrônicos.

“Talvez um dia esteja frio e cinzento lá fora, e você se sinta infeliz e de mau humor. Outro dia, está ensolarado e você está na praia e de ótimo humor. Como essas representações mudam no cérebro é algo que não pode ser estudado pela tecnologia atual porque não conseguimos rastrear de forma estável a atividade do mesmo neurônio”, diz ele. “Esta pesquisa supera completamente essa limitação. É o começo de uma nova era da neurociência.”

CAPARROZ, Leo. Cientistas gravam a atividade de um neurônio ao longo de um ano. Disponível em: . Último acesso em 23 fev. 2023. (adaptado)

Um empecilho na neurociência era a falta de uma visão clara de como as células cerebrais de animais se comportam durante muito tempo. Agora, pesquisadores de Harvard desenvolveram um jeito de acompanhar o que um neurônio faz durante um ano.

Em seu estudo realizado com camundongos, os cientistas contam terem desenvolvido um implante eletrônico capaz de coletar informações detalhadas sobre a atividade de uma única célula pelo período de um ano – sem atrapalhar as funções que ela desempenhava.

Um neurônio é uma célula muito pequena – medindo de 10 a 100 micrômetros –, que é a milionésima parte de um milímetro. Além disso, o seu pico de atividade elétrica é muito curto, durando apenas cerca de dois milissegundos.

Pesquisadores desse campo estão sempre à procura de melhores ferramentas para estudar as células do cérebro. Algumas técnicas, por exemplo, permitem detectar a atividade de células específicas para experimentos rápidos em pequenas regiões cerebrais – tanto em tecido recentemente removido ou por meio de sondas.

Contudo, por serem limitadas, essas condições não representam a realidade com a fidelidade necessária. Restritas a períodos curtos, elas não são capazes de fornecer informações detalhadas o suficiente para entender como a atividade muda com a idade e outras experiências de vida.

Conforme os pesquisadores, grande parte da dificuldade em fazer medições do tipo era consequência da incompatibilidade entre as propriedades mecânicas do tecido cerebral vivo e dos dispositivos eletrônicos de gravação.

“O cérebro é muito macio, como a textura de tofu ou pudim. Em contraste, os eletrônicos são rígidos. Qualquer pequeno movimento do cérebro pode fazer com que os sensores convencionais se desloquem e se movam no tecido cerebral vivo”, conta Jia Liu, líder do estudo. “Essa incompatibilidade na estrutura pode fazer com que células ao redor do local de implantação se degradem.”

Então, como forma de contornar o problema, a equipe de Liu desenvolveu um dispositivo implantável e o introduziu com segurança no cérebro da forma menos invasiva possível.

A implantação dos sensores nos camundongos cobaias resultou em distúrbios mínimos no tecido cerebral. Escolhendo quais neurônios específicos seriam vigiados, estava tudo certo para o início dos registros da atividade elétrica dessas células, acompanhadas ao longo da vida adulta dos roedores.

“Mesmo depois de um ano, não vimos nenhuma degradação dos neurônios que estávamos estudando”, relata Liu. Como constatou Liu, “não há outra tecnologia que possa rastrear o potencial de ação individual de uma dessas células em animais vivos ao longo desse tempo.”

Pensando em futuros experimentos, Liu planeja desenvolver ainda mais a técnica para que a atividade cerebral possa ser transmitida em tempo real do cérebro para análise em uma rede artificial; além de explorar diferentes usos dos sensores nanoeletrônicos.

“Talvez um dia esteja frio e cinzento lá fora, e você se sinta infeliz e de mau humor. Outro dia, está ensolarado e você está na praia e de ótimo humor. Como essas representações mudam no cérebro é algo que não pode ser estudado pela tecnologia atual porque não conseguimos rastrear de forma estável a atividade do mesmo neurônio”, diz ele. “Esta pesquisa supera completamente essa limitação. É o começo de uma nova era da neurociência.”

CAPARROZ, Leo. Cientistas gravam a atividade de um neurônio ao longo de um ano. Disponível em: . Último acesso em 23 fev. 2023. (adaptado)