Cientistas da Fundação Champalimaud constroem mapas de actividade neural do peixe zebra em acção

“Este estudo abre novas possibilidades para o estudo dos circuitos neurais no cérebro”, diz Michael Orger, investigador principal no Programa de Neurociências da Fundação Champalimaud. “Para percebermos como é que o cérebro funciona, é imperativo conseguirmos registar a catividade dos neurónios e, ao mesmo tempo, relacionar essa actividade com o comportamento do animal”.

Até há bem pouco tempo, os métodos disponíveis permitiam apenas o registo da actividade de uma pequena parcela dos neurónios existentes no cérebro.“Agora, conseguimos registar a actividade neural de todo o cérebro de um peixe zebra, que tem cem mil neurónios, enquanto monitorizamos os movimentos deste animal usando high speed vídeo”, acrescenta.

Cláudia Feierstein, investigadora pós-doutorada a trabalhar no grupo de Michael Orger, explica que “através da observação do cérebro, enquanto o peixe segue sinais visuais rotativos com movimentos dos olhos e da cauda, fomos capazes não só de identificar estruturas específicas no cérebro que estão na base destes comportamentos, como também perceber como é que diferentes padrões de actividade neural reflectem aspectos distintos do processamento de informação sensorial e motora.”

 

( Cláudia Feierstein )

 

Um dos impactos deste estudo é que deixa de ser necessário juntar registos realizados a partir de múltiplas experiências, e provenientes de diferentes peixes, e passa a ser possível registar a actividade neural do cérebro inteiro de um único peixe – em vez de juntar peças, este estudo oferece o mapa
completo. “Podemos finalmente falar de mapas de actividade neural e, por exemplo, comparar quão semelhantes são os circuitos neurais de peixes diferentes”, explica Michael Orger.

Os resultados deste estudo revelaram ainda algo surpreendente para os autores. O circuito composto pelos neurónios que intervêm em simples comportamentos visuais e motores encontra-se distribuído por todo o cérebro, num padrão estereotipado quando comparado entre peixes diferentes.

Para Ruben Português, investigador no grupo do Professor Florian Engert em Harvard, e coautor destetrabalho, “isto quer dizer que, ao identificarmos uma determinada actividade neural numa região específica do cérebro de um peixe, conseguimos olhar para o cérebro de um outro peixe, para a mesma região, com diferenças de micrómetros, e encontrar neurónios com a mesma actividade neural.”

 

( Rúben Português )

 

 Esta descoberta tem consequências práticas importantes, uma vez que torna possível a construção de um detalhado mapa funcional do cérebro e a localização de grupos específicos de neurónios.

Este mapa funcional pode ainda ser alinhado com outros mapas já disponíveis como, por exemplo, o mapa da expressão génica, por forma a estabelecer relações entre comportamentos e diferentes tipos de células no cérebro.

Recorrendo a esta metodologia sistemática, os autores conseguiram ainda descobrir populações de células muito raras, até agora escondidas dos olhos dos investigadores.

“Descobrimos uma mão cheia de neurónios numa região do cérebro dos peixes dedicada ao processamento visual, chamada tectum óptico, responsáveis pela integração de informação captada pelos dois olhos. Isto foi um resultado algo inesperado, uma vez que esta área é conhecida por receber informação directa de apenas um olho”, diz Michel Orger.

 

( Peixe-Zebra)

 

“Apesar destas células existirem em número reduzido, é provável que tenham uma função importante no comportamento dos peixes zebra, uma vez que são elas que traduzem como é que o animal se está a mover na água”, refere.

De acordo com os investigadores, o próximo passo será usar ferramentas ópticas e genéticas para estudar subpopulações de neurónios que, tal como o exemplo acima referido, apresentam funções interessantes. Através da manipulação específica destes grupos de neurónios, os investigadores têm como objectivo revelar como é que o cérebro processa informação sensorial para gerar comportamentos.

 

Fonte: Ciência Hoje