Um novo estudo ajuda a esclarecer uma das grandes questões do desenvolvimento cerebral: como se formam as dobras características do cérebro humano.
Cientistas do Max Planck Institute for Biological Intelligence identificaram uma combinação de comportamentos celulares que contribuem para a formação dos sulcos e circunvoluções do córtex cerebral, estruturas associadas a funções cognitivas superiores como a linguagem, a memória e a criatividade.
O novo estudo, recentemente publicado na Nature Communications, lança luz sobre um dos enigmas mais duradouros da neurociência: como se formam as dobras características do cérebro humano.
Ao contrário da maioria dos animais, cujo cérebro permanece liso, espécies como os humanos, os golfinhos ou os porcos apresentam um córtex enrugado. Estas dobras aumentam a área de superfície e acredita-se que potenciem o desempenho cerebral.
No entanto, os mecanismos que estão por detrás da sua formação continuavam pouco claros.
Com base em pesquisas anteriormente realizadas, a equipa de investigadores, liderada por Rüdiger Klein, manipulou genes em ratinhos para alterar o comportamento das células progenitoras — células primordiais que dão origem aos neurónios.
Os investigadores concluíram que o aumento do número destas células, em conjunto com alterações na forma como os neurónios migram, conduz a uma acentuada formação de dobras corticais.
“Pensa-se que as rugas do nosso cérebro resultam de uma combinação entre crescimento celular rápido e movimento dos neurónios durante o desenvolvimento”, explica Seung-Hee Chun, investigadora do Max Plank e primeira autora do estudo, em comunicado do instituto.
“Mas a forma como estes processos se articulam para gerar os sulcos e circunvoluções característicos era pouco conhecida. O nosso estudo sugere que a migração celular, o grau de compactação neuronal e a densidade do empacotamento de neurónios são todos fatores determinantes. É a conjugação destes elementos – e não apenas um em particular – que explica o fenómeno, afirma a investigadora.
Seung-Hee Chun / MPI for Biological Intelligence /
Como se formam as rugas no cérebro? Investigadores compararam secções cerebrais de ratinhos com diferentes alterações genéticas. Utilizando marcadores coloridos, distinguiram entre as camadas superior e inferior do córtex em desenvolvimento e destacaram diferentes tipos de neurónios.
Recorrendo a modelos genéticos em ratinhos, sequenciação de célula única e simulações computacionais, a equipa descobriu que diferentes tipos de células progenitoras influenciam padrões específicos de dobragem: os progenitores intermédios favorecem a formação dos sulcos (sulci), enquanto os progenitores apicais promovem as circunvoluções (gyri).
“Estas conclusões abrem caminho à exploração de outros fatores celulares, genéticos e mecânicos que podem influenciar o desenvolvimento do córtex”, afirmou por seu turno Rüdiger Klein.
“Mesmo entre humanos, os padrões de dobragem do córtex variam bastante de pessoa para pessoa. Compreender o que motiva estas diferenças pode ajudar-nos a perceber melhor como o cérebro se desenvolve e de que forma a sua morfologia se relaciona com aspetos como a função, a evolução, o comportamento e a saúde”, conclui autor principal do estudo.
