Físicos negam hipótese centenária sobre os neurônios e a atividade cerebral

O antigo modelo de funcionamento para um neurônio como uma unidade excitável (esquerda), e o novo com múltiplas sensibilidades (direita) Crédito: Prof. Ido Kanter

 

Os neurônios são blocos de construção computacionais básicos que compõem o nosso cérebro. O seu número é de cerca de um trilhão, semelhante ao tera-bits em discos de armazenamento. De acordo com o esquema computacional neuronal, que tem sido utilizado por mais de um século, cada neurônio funciona como um elemento excitável centralizado. O neurônio acumula sinais elétricos de entrada que chegam de outros neurônios através de vários terminais e gera um pulso elétrico curto, conhecido como um spike, quando o limite é atingido.

 

Através da utilização de novos tipos de experimentos em culturas neuronais, um grupo de cientistas, liderado pelo Prof. Ido Kanter, do Departamento de Física na Universidade de Bar-Ilan, demonstrou que esse pressuposto sobre a atividade cerebral está enganada.

 

Em um artigo publicado hoje na Scientific Reports, os pesquisadores foram contra a sabedoria convencional para mostrar que cada neurônio funciona como uma coleção de elementos excitáveis, onde cada um desses elementos é sensível à direção da origem do sinal de entrada. Dois estímulos fracos de diferentes direções (por exemplo, “esquerda” e “direita”) não serão somados para gerar um spike, enquanto um estímulo forte de “esquerda” gerará uma forma de onda do spike diferente daquelas formadas pela “direita”.

 

“Nós chegamos a esta conclusão através de uma nova configuração experimental, mas, em princípio, estes resultados poderiam ter sido descobertos utilizando tecnologia que já existia desde a década de 1980. A crença que tem sido enraizada no mundo científico há 100 anos resultou no atraso de várias décadas”, disse o Prof. Kanter e sua equipe de pesquisadores, incluindo Shira Sardi, Roni Vardi, Anton Sheinin e Amir Goldental.

 

Os novos resultados lançaram uma chamada para um re-exame das funcionalidades neuronais para além do quadro tradicional e, em particular, para novas pesquisas quanto à origem de doenças degenerativas. Neurônios que são incapazes de diferenciar entre “esquerda” e “direita” — semelhante às distorções em todo o corpo humano — podem ser um ponto de partida para descobrir a origem dessas doenças.

 

Este novo passo para o sistema computacional do neurônio põe em questão o tipo de técnica de pesquisa que está no centro da atividade de centenas de laboratórios e milhares de estudos científicos em neurociência. Este método foi inventado, principalmente, para superar a barreira tecnológica e medir a atividade de muitos neurônios simultaneamente, utilizando o pressuposto de que cada neurônio tende a picos de energia de uma forma de onda particular que serve como sua própria assinatura elétrica. Todavia, este pressuposto, que era resultado de quantidades enormes de esforços e recursos científicos, agora está em questão graças ao trabalho do laboratório de Kanter.

 

 

Mais informações: Shira Sardi et al, New Types of Experiments Reveal that a Neuron Functions as Multiple Independent Threshold Units, Scientific Reports (2017). DOI: 10.1038/s41598-017-18363-1

Providenciado por: Bar-Ilan University (original aqui)

Tradutor: Vinicius Vanso

Sou estudante de psicologia, tenho 20 e tantos anos. Já quis ser paleontólogo e astrônomo – talvez ainda gostaria de ser. Despertei meu interesse por ciência na infância quando preferia desmontar os brinquedos, ao invés de brincar com eles. Nas horas vagas gosto de conversar sobre a vida, o universo e tudo mais. Acredito que ficarei mais contente com a minha vida se puder ser metade do homem que Carl Sagan foi.

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