Mapeadas ligações neuronais entre áreas distantes no cérebro

Estudo publicado na revista “Nature Neuroscience”

07 julho 2016
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Investigadores foram capazes de mapear pela primeira vez as ligações neuronais individuais entre áreas distantes no cérebro, revelando que a rede de ligações neurais do cérebro é mais complexa do que se pensava, dá conta um estudo publicado na revista “Nature Neuroscience”.
 

Leopoldo Petreanu, que liderou o estudo, refere que o objetivo era perceber a estrutura do cérebro, uma vez que o diagrama atualmente existente das ligações neurais ainda é pouco claro. Exceto a nível local, ainda não se sabe como é que cada axónio está ligado.
 

Contudo, graças a uma nova técnica de estimulação neural com recurso a feixes de laser, desenvolvida pelos investigadores do Centro de Investigação Champalimaud, em Portugal, foi possível monitorizar a atividade de axónios individuais no cérebro de ratinhos entre uma estrutura cerebral denominada tálamo e a parte do córtex visual que recebe, através do tálamo, os estímulos visuais das retinas.
 

O córtex visual é constituído por camadas. Uma dessas camadas, a L4, é o ponto de entrada no córtex da maioria dos estímulos visuais e contém pequenos grupos de neurónios que estão fortemente e bidireccionalmente interligados. Tem sido proposto que estes funcionam como amplificadores de determinadas características do sinal visual, melhorando nomeadamente os contornos dos objetos do mundo exterior. Contudo, ainda não se sabe como este processo ocorre.
 

Neste estudo, os investigadores verificaram que se dois neurónios da L4 estiverem ligados, um axónio que se projeta desde o tálamo a um desses neurónios vai-se bifurcar para também se ligar ao outro. Isto significa que estes neurónios interligados recebem a mesma informação do tálamo e estão constantemente a trocar sinais entre si. Adicionalmente, quando a informação visual entra, viaja ao longo dos axónios, desde as células no tálamo para as células no L4, e é posteriormente transmitida para um nível superior de processamento, a camada L2/3.
 

Assim, acreditava-se que o processamento visual era um fenómeno em série ao longo das camadas. Contudo, o novo estudo apurou que quando dois neurónios estão ligados ao longo de camadas, um axónio que se projeta desde o tálamo a um neurónio da L4 também se bifurca e liga-se, independentemente do neurónio, na L2/3. ”Este é nosso principal achado”, referiu, em comunicado de imprensa, o investigador.
 

A existência destas ligações que saltam uma camada assegura que a L2/3 receba não apenas o sinal visual processado em L4, como também os sinais brutos provenientes do tálamo. “Isto pode permitir que as células da L2/3 se tornem bastante especializadas na deteção de características visuais”, acrescentou.

 

As simulações neuronais em computadores já tinham demonstrado que para uma rede neuronal artificial ser eficaz no reconhecimento de rostos era melhor ter uma estrutura em camadas e ligações que saltassem uma camada. Os investigadores acreditam que isto ocorre no cérebro e que este mecanismo pode também funcionar para outro tipo de entradas sensoriais.
 

ALERT Life Sciences Computing, S.A.

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