Brain Atlas: Pesquisa ambiciosa pode levar a uma nova compreensão sobre a demência

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WASHINGTON — Ao examinarem o cérebro humano a nível celular com mais detalhe do que nunca, os cientistas identificaram uma enorme variedade de tipos de células — mais de 3.300 — que povoam os nossos órgãos mais complexos, criando um atlas que pode ajudar a determinar a base celular da doença neurológica. doenças. e facilitando novos tratamentos.

A ambição revelada quinta-feira também examinou semelhanças e diferenças entre os cérebros dos humanos e de outros primatas – chimpanzés, gorilas, macacos rhesus e macacos – destacando alguns dos factores que nos separam dos nossos parentes evolutivos e nos tornam verdadeiramente humanos.

Este trabalho foi apresentado em 21 estudos publicados na Science e em duas outras revistas, e foi apoiado pelo Cell Count Network Consortium da Iniciativa BRAIN do governo dos EUA.

O cérebro humano é complexo tanto na sua utilidade – sensação, movimento, leitura, escrita, fala, pensamento e muito mais – como na sua diversidade celular.

As células nervosas – ou células nervosas – são as unidades básicas do cérebro, recebendo informações sensoriais, retransmitindo comandos aos músculos e transmitindo sinais elétricos ao longo do caminho. O cérebro é composto por cerca de 100 bilhões de neurônios, além de um número maior de células não neuronais. Todos estes estão organizados em centenas de estruturas cerebrais distintas que governam uma série de funções.

A pesquisa identificou 3.313 tipos de células, quase 10 vezes mais do que se conhecia anteriormente, bem como o conjunto completo de genes usados ​​por cada tipo de célula ao mapear sua distribuição regional no cérebro.

“O atlas de células cerebrais como um todo fornece o substrato celular para tudo o que podemos fazer como humanos”, disse o neurocientista Ed Lin, do Allen Institute for Brain Science, com sede em Seattle, um dos pesquisadores.

Diferentes tipos de células têm características distintas e são susceptíveis de serem afectados de forma diferente na doença, disse Lin.

Uma surpresa foi que a diversidade celular estava concentrada nas partes evolutivamente mais antigas do cérebro – o mesencéfalo e o rombencéfalo – em vez do neocórtex, que é responsável pelas funções cognitivas superiores, incluindo aprendizagem, tomada de decisões, percepção sensorial, memória e linguagem.

Doenças relacionadas ao cérebro, como a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson e a esclerose lateral amiotrófica, estão entre as doenças mais incuráveis.

“A maioria das doenças cerebrais ainda não tem cura ou mesmo cura, e este atlas deve servir como base para acelerar o progresso na compreensão da base celular detalhada da doença e direcionar futuras gerações de terapias”, disse Lin.

Os pesquisadores mapearam as mudanças genéticas e os tipos de células cerebrais associados à doença de Alzheimer – o tipo mais comum de demência – e a vários distúrbios neurológicos e psiquiátricos, incluindo esquizofrenia, transtorno bipolar e depressão grave.

Eles confirmaram uma ligação entre a microglia – um tipo de célula imunológica no cérebro – e a doença de Alzheimer, e revelaram uma ligação entre certos tipos de células nervosas no cérebro e a esquizofrenia, uma doença mental grave caracterizada por uma desconexão da realidade.

Além disso, os pesquisadores procuraram características específicas do ser humano comparando o córtex temporal — uma área do neocórtex associada à compreensão da linguagem, entre outras funções cognitivas superiores — em humanos e em nossos parentes evolutivos mais próximos, como chimpanzés e gorilas.

Embora a organização celular fosse semelhante, descobriu-se que alguns genes funcionavam de maneira diferente nos humanos e nas outras duas espécies, incluindo vários genes envolvidos na comunicação neural.

“Isso significa que existem especializações aceleradas de neurônios corticais em humanos que podem contribuir para diferenças na função do circuito cortical e em nossas habilidades cognitivas distintas”, disse Trygve Bakken, neurocientista do Instituto Allen.

Lin acrescentou que essas modificações moleculares que ocorreram em tipos específicos de células em humanos, em comparação com chimpanzés e gorilas, provavelmente afetam a forma como eles “se conectam – ou a flexibilidade dessas conexões – e podem ser uma parte importante do que torna o cérebro humano especial”.

Os cientistas esperam um longo caminho a percorrer na investigação do cérebro.

“Estamos apenas começando a determinar a complexidade do cérebro humano”, disse um dos outros pesquisadores, Ping Ren, diretor do Centro de Epigenética de San Diego, Universidade da Califórnia. “É necessário mais trabalho para compreender completamente a diversidade, diversidade e função da estrutura e função do cérebro.”

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