Pouco se sabe como o cérebro humano processa a informação de temperatura. Entretanto, cientistas da Northwestern University mapearam neurônio por neurônio do cérebro de moscas de frutas e descobriram como esses insetos interpretam esse estímulo sensorial.
Pouco se sabe como o nosso cérebro processa a temperatura. Entretanto, cientistas da Northwestern University mapearam neurônio por neurônio do cérebro de moscas da espécie Drosophila melanogaster e descobriram como esses insetos interpretam esse estímulo sensorial.
“O cérebro é uma linda máquina, e uma das novas fronteiras da biologia é entender como ele funciona”, disse Marco Gallio – professor assistente de Neurobiologia – que liderou a pesquisa. “A mosca da fruta é um modelo fantástico para se estudar como o cérebro controla o comportamento, e isso pode nos ajudar a entender como os circuitos sensoriais funcionam em seres humanos. Sabemos muito pouco sobre como os neurônios se comunicam em nosso cérebro para produzir o nosso comportamento e emoções, por isso, estudar as respostas inatas em sistemas modelo, como na mosca da fruta, pode ajudar a entender as funções básicas do cérebro”.
Gallio e seus colegas descobriram, através de imagens dos cérebros das moscas, várias vias neurais que conduzem informações acerca da temperatura e que se convergem para três áreas-chave desse órgão. A maioria dos neurônios reage ao quente ou ao frio, mas, alguns, trocam a precisão na aferição da temperatura pela velocidade de condução. Eles alertam o animal sobre mudanças bruscas na temperatura, e logo passam para outros neurônios a função de informar o quão quente ou frio é o estímulo.
Os pesquisadores também descobriram um terceiro tipo de neurônio que também responde a estímulos térmicos. Porém, sua função é emitir um sinal genérico de “perigo” quando há mudança de temperatura, já que tanto as temperaturas quentes quanto as frias são perigosas para o animal.
Resumidamente, os três tipos de neurônios identificados são:
- Neurônios que são muito rápidos ao sinalizar o início ou a compensação do aquecimento ou arrefecimento (adaptação rápida);
- Neurônios que respondem mais lentamente, mas são muito mais precisos em relatar a temperatura absoluta (adaptação lenta);
- Neurônios que respondem a quente e frio e são fundamentais para moscas, pois sinalizam o perigo e as fazem evitar ambientes muito quentes e ou muito frios.
Como o modelo da mosca pode ajudar no entendimento do cérebro humano
Mesmo sendo mais resistentes à mudança de temperatura, os seres humanos provavelmente são dotados dos mesmos princípios e lógica de organização encontrada no cérebro de uma mosca. “Assim como na antena da mosca, os neurônios sensoriais em nossa pele respondem a qualquer temperatura quente ou fria. O cérebro sabe o que a mão sente e pode manter o controle de qual tipo de célula está ativo…”, disse Gallio.
Nesse estudo, Gallio e sua equipe descobriram que o cérebro da mosca é capaz de extrair uma série de informações a partir de atividades neuronais “quentes e frias”. Essas informações podem ser usadas pelo animal para orientar comportamentos atraentes ou aversivos. “Decidimos focar na temperatura como uma das modalidades sensoriais mais fundamentais”, disse o pesquisador.
O trabalho de Gallio representa o primeiro mapeamento abrangente do circuito cerebral que processa informações de temperatura em qualquer animal, e seu grupo de pesquisas é um dos poucos no mundo que está estudando sistematicamente o sensor de temperatura em moscas de fruta. Anteriormente, eles já haviam identificado onde os neurônios sensores de quente e frio estão localizados na antena da mosca. Em seguida, queriam encontrar a região do cérebro para onde os sinais eram enviados, o que rendeu uma publicação do estudo na revista Nature.
O modelo da mosca de fruta pode ser extremamente útil para aprendermos sobre a percepção de temperatura no cérebro humano.
Entendendo o estudo
Primeiramente, os pesquisadores usaram uma estratégia que permitiu rastrear as conexões que transmitem informações térmicas da periferia para o cérebro. Eles descobriram que os sinais convergem, em grande parte, para três regiões-alvo: o Corpo do Cogumelo e o Corno Lateral (ambos já bastante conhecidos para processamento sensorial) e o Protocérebro Lateral Posterior (agora definido como um importante local de representação termosensorial).
Em seguida, os pesquisadores identificaram os neurônios de projeção termosensorial ativados por estímulos quentes ou frios (neurônios “estreitamente afinados”) e aqueles que respondem a aquecimento e resfriamento (neurônios “mais ou menos afinados”). Depois de saber que as informações neurais tomaram caminhos diferentes para o cérebro, os pesquisadores ficaram intrigados. “Nós descobrimos que havia uma resposta elegante”, disse Gallio. “Alguns neurônios respondem a apenas quente, alguns neurônios respondem a apenas frio, e alguns neurônios respondem a quente e frio”, conclui.
Fonte: Nature
Imagem: goo.gl/I3Lz6d
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