Usando um pedaço de matéria cerebral de rato do tamanho de um grão de areia, os cientistas criaram o Primeiro mapa tridimensional preciso do cérebro de um mamífero.
Os detalhes do mapa forma, função e atividade de 84.000 neurôniosEstruturas ramificadas que disparam mensagens através de um braço longo chamado Axon e, em seguida, mais de 500 milhões de sinapses, mais 200.000 células cerebrais. O pequeno pedaço de tecido continha 5,4 quilômetros de fiação neuronal – quase uma vez e meio do comprimento do Parque Central de Nova York.
O trabalho é o resultado de quase uma década de pesquisa de 150 cientistas em 22 instituições lideradas pelo Instituto Allen de Ciência do Cérebro, pela Baylor Medical School e pela Universidade de Princeton.
“Um subproduto de todo esse projeto mostra o quão incrivelmente bonito o cérebro é”, disse o Dr. Forrest Collman, diretor associado de dados e tecnologia associado do Allen Institute, em um vídeo compartilhado pela organização.
“Só de olhar para esses neurônios mostra seus detalhes e sobe de uma maneira que faça você aproveitar o cérebro com uma sensação de admiração, como quando você olha para uma galáxia muito, muito longe”, acrescentou.
O mapa incrível representa apenas 1/500 do volume total de um mouse, mas a equipe acabou com 1,6 petabytes de dados – uma quantidade impressionante equivalente a 22 anos de vídeo HD ininterrupto, que o projeto, conhecido como Programa de Inteligência de Máquinas Cortical (Microns), já disponibilizou publicamente.
Pesquisadores descreveram o trabalho em vários artigos publicados Na revista Nature em 9 de abril.
Desenvolvimento de atividade cerebral
Para fazer o mapa, os cientistas da Baylor School of Medicine, em Houston, começaram a usar microscópios especializados para registrar a atividade cerebral em uma parte do tecido cúbico de 1 milímetros no córtex visual de um rato de laboratório – onde o animal processa o que vê – durante alguns dias.
Os pesquisadores garantiram que o mouse estava acordado e estimulado visualmente durante a captura de imagens, fazendo o animal correr em uma esteira e assistir cenas de 10 segundos de vários filmes, incluindo “Matrix” e “Mad Max: Road of Fury”. Clipes do YouTube de esportes extremos, como motocross, luge e base de salto, também faziam parte da rotação de visualização, de acordo com um comunicado da Universidade de Princeton.
Então, depois de sacrificar o rato, os pesquisadores do Instituto Allen em Seattle pegaram o mesmo milímetro cúbico de cérebro e o cortaram em mais de 28.000 camadas, cada um com 1/400 da largura de um cabelo humano e fotografou cada fatia sobre o processo. Então eles reconstruíram as imagens em um composto.
“Isso levou cerca de 12 dias e 12 noites com a equipe ativando os turnos; não porque estávamos cortando à mão, é uma máquina automatizada”, disse o Dr. Nuno Maçarico Da Costa, pesquisador associado do Allen Institute. “Precisávamos estar lá para parar a qualquer momento, se pensássemos que perderíamos mais de uma seção em sequência”. Se isso acontecesse, Costa disse que o experimento teria que começar do zero, acrescentando que todo o processo era muito “estressante”.
Uma equipe da Universidade de Princeton, em Nova Jersey, mais tarde implementou as ferramentas de aprendizado de máquina e inteligência artificial para rastrear o contorno de cada neurônio através das fatias, colorindo os neurônios para iluminá -los individualmente em um processo chamado segmentação. As informações geradas pela IA são validadas ou revisadas pelos cientistas envolvidos, um processo que ainda está em andamento.
O trabalho culminou em uma visão unificada do que os cientistas estão chamando de “conexão” do cérebro do mouse, que mostra como as partes específicas do cérebro do mouse são organizadas e oferece informações sobre como diferentes tipos de células funcionam juntos.
“Connectoma é o começo da transformação digital da ciência do cérebro”, disse o Dr. Sebastian Seng, professor Evnin, da Neurociência da Universidade de Princeton e professor de ciência da computação.
“Com alguns toques de teclado, você pode pesquisar informações e obter os resultados em segundos. Algumas dessas informações levariam uma dissertação de doutorado inteira para obter antes” “e esse é o poder da transformação digital”, disse ele em comunicado à imprensa.
Desafio impossível?
Mapear o cérebro dessa maneira por um longo tempo foi considerado um desafio impossível. O biólogo molecular Francis Crick, que ganhou o Prêmio Nobel por descrever a estrutura do DNA, sugeriu que os neurocientistas nunca seriam capazes de alcançar uma compreensão tão detalhada do cérebro.
“Não adianta perguntar o impossível, como o diagrama exato de conexões com um milímetro cúbico de tecido cerebral e a maneira como todos os seus neurônios estão disparando”, escreveu ele na Scientific American em 1979.
O “Connectoma” do cérebro de camundongo é baseado em trabalhos semelhantes com criaturas ainda menores: o nematóide condutoma clegans foi concluído em 2019 e os cientistas revelaram um mapa de todos os neurônios cerebrais em 2024.
Um milímetro cúbico de cérebro de ratos é cerca de 20 vezes maior que o cérebro completo da mosca e muito mais complexo, disseram os pesquisadores. Mesmo assim, o objetivo é ser capaz de mapear toda a conexão cerebral de ratos em um futuro próximo.
“Acho que agora a resposta é não, não viável, mas acredito que todos têm idéias muito claras sobre como eles poderiam quebrar essas barreiras. Esperamos que em três ou quatro anos possamos dizer que sim, é possível”, disse Collman à CNN.
No entanto, ele afirmou que o mapeamento do cérebro humano Connectoma em resolução sináptica semelhante seria uma empresa dramaticamente mais difícil. “O cérebro humano é cerca de 1.500 vezes maior que o cérebro de um rato, e isso traz uma série de barreiras técnicas e éticas para fazê -lo”, disse ele.
No entanto, pode ser possível rastrear axônios em todo o cérebro humano, se não as conexões sinápticas, acrescentou o Dr. Clay Reid, pesquisador sênior de ciências do cérebro do Instituto Allen. “A perspectiva de reconstruir todo o cérebro humano no nível de todas as conexões, isso é algo para um futuro distante”.
Uma nova maneira de estudar Alzheimer
O neocórtex é particularmente interessante para estudar, porque essa região do cérebro é o que distingue o cérebro de mamíferos daqueles de outros vertebrados, Dra. Mariela Petkova, pesquisadora associada, e Dr. Gregor Schuhknecht, estudante de pós -doutorado, ambos do Departamento de Biologia Molecular da Harvard. Petkova e Schuhknecht não estavam envolvidos na criação do mapa cerebral do rato.
“Os pesquisadores se concentraram nessa região porque geralmente é considerada a sede da cognição superior e desempenha um papel fundamental na percepção sensorial, processamento de idiomas, planejamento e tomada de decisão”, eles escreveram em um artigo publicado junto com a pesquisa.
“Notavelmente, essas funções aparentemente diferentes são possíveis por um modelo que pode ser encontrado, com algumas modificações, em todas as áreas corticais e em todos os mamíferos”.
Os ratos laboratoriais já são amplamente utilizados para entender as doenças humanas, e uma melhor compreensão da forma e da função do cérebro dos ratos apresentará novas possibilidades para estudar distúrbios do cérebro humano, como Alzheimer, Parkinson, autismo e esquizofrenia envolvendo distúrbios na comunicação neural.
“Se você tiver um rádio quebrado e o diagrama do circuito, estará em uma posição melhor para corrigi -lo”, disse Da Costa em um comunicado à imprensa. “Estamos descrevendo um tipo de mapa do Google ou planta piso deste grão de areia. No futuro, podemos usá -lo para comparar o circuito cerebral em um mouse saudável com o circuito cerebral em um modelo de doença”.
O cérebro infantil pode mostrar como sexo e gênero são diferentes
empréstimo consignado banco bmg
whatsapp bmg
empréstimo bmg whatsapp
refinanciamento bmg
bmg itaú
banco bmg emprestimos
empréstimo banco bmg
banco bmg telefone
banco bmg emprestimo
consignado bmg telefone
consignado bmg itaú
empréstimo no banco bmg
consignado itau bmg
